无线传感器网络中基于测距节点定位算法研究

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无线传感器网络技术在现今的通信技术中占有不可取代的地位,由于其优越的技术特点,在工业、农业和军事上拥有广泛的应用前景。无线传感器网络是由无数个微型传感器节点组成,通过这些传感器节点完成数据的通信、数据的处理等功能。而无线传感器网络中的节点定位技术是无线传感器网络的重要组成部分,在一般的无线通信系统中,大部分都是需要知道无线传感器节点的位置信息才能对数据进行相应的处理,所以定位技术,以及定位技术中的定位算法都是广大研究者研究的重要方向之一。无线传感器网络中的节点定位算法按照标准的不同分为很多类型,本文研究的是基于测距的节点定位算法DV-Distance,它是由非测距的定位算法DV-Hop发展演变而来的。本文中介绍和分析了DV-Distance节点定位算法,通过对无线传感器测距技术和原始DV-Distance定位算法的分析和总结,提出一种改进型DV-Distance节点定位算法。该改进算法一方面提出一种提高RSSI测距精度的方法,该方法是依据最新的嵌入ZigBee技术的片上系统CC2431芯片中定位引擎中的参数来分析和提高RSSI测距的精度;另一方面通过在原始DV-Distance节点定位算法中引入权值,使得节点间有效距离更逼近真实距离,然后利用这个有效距离通过循环质心定位算法得出未知节点的估计坐标。运用仿真软件,证明了改进后的DV-Distance节点定位算法比原始的DV-Distance节点定位算法大大的提高了定位精度和明显的降低了定位误差,连通度也提高了很多,并且随着参考节点繁的增加逐渐显示出改进型定位算法较高稳定性。该改进算法有很高的实用价值,尤其运用在利用ZigBee技术的无线传感器网络中。
致谢第5-6页
摘要第6-7页
Abstract第7页
引言第10-15页
1 无线传感器网络节点定位技术第15-33页
    1.1 节点定位原理第15-17页
        1.1.1 节点定位原理第15-16页
        1.1.2 节点定位相关术语第16-17页
    1.2 无线传感器网络中测距和测角度技术第17-21页
        1.2.1 基于到达角度(AOA)方法第17-19页
        1.2.2 距离测量方法第19-21页
    1.3 节点定位计算方法第21-24页
        1.3.1 三边测量法第21-22页
        1.3.2 极大似然估计法第22-23页
        1.3.3 三角测量法第23-24页
    1.4 节点定位算法的分类和典型节点定位算法分析第24-32页
        1.4.1 节点定位算法的分类第24-26页
        1.4.2 节点定位性能评价第26-27页
        1.4.3 典型节点定位算法分析第27-32页
    1.5 本章小结第32-33页
2.RSSI 测距技术分析第33-39页
    2.1 RSSI 测距技术第33-34页
    2.2 典型的RSSI 测距技术应用第34-36页
        2.2.1 CC2431 片上系统第34-36页
    2.3 基于CC2431 芯片的RSSI 测距技术分析第36-38页
    2.4 本章小结第38-39页
3. 改进型DV-Distance 节点定位算法研究第39-46页
    3.1 DV-Distance 节点定位算法第39-41页
    3.2 改进型DV-Distance 定位算法第41-43页
    3.3 改进DV-Distance 定位算法的实现步骤第43-45页
    3.4 本章小结第45-46页
4. 仿真实验及结果第46-66页
    4.1 仿真实验的实现方法第46-55页
        4.1.1 RSSI 测距技术仿真实现第46-47页
        4.1.2 改进型DV-Distance 节点定位算法实现第47-55页
    4.2 仿真结果分析第55-64页
        4.2.1 定位算法误差和定位精度比较第58-62页
        4.2.2 定位算法连通度比较第62-64页
    4.3 本章小结第64-66页
结论第66-67页
参考文献第67-71页
作者简历第71-72页
学位论文数据集第72-73页
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