基于移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的dv-hop定位算法研究及改進(jìn)

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1、分類號(hào)：密級(jí)：論文編號(hào)：學(xué)號(hào)：51307250103重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文基于移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的DV-Hop定位算法研究及改進(jìn)研究生:牟小燕指導(dǎo)教師：涂巧玲教授學(xué)位類型：學(xué)術(shù)學(xué)位學(xué)科專業(yè)：信號(hào)與信息處理研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)培養(yǎng)單位：電子信息與自動(dòng)化學(xué)院論文完成時(shí)間：2016年3月25日論文答辯日期：2016年5月26日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：51307250103Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyTheResearch

2、andImprovementofDV-HopAlgorithmBasedonMobileBeaconNodePostgraduate:MouXiaoyanSupervisor:Prof.TuQiaolingDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:SignalandInformationProcessingResearchDirection:WirelessSensorNetworksTrainingUnit:SchoolofElectronicInformationandAutomationThesisDeadline:March25,201

3、6OralDefenseDate:May26,2016里慶理工大學(xué)學(xué)位論文巧創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研充所取得的。成果除文中特別加Ｗ標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果、作品。對(duì)本文的研巧做出重要貢獻(xiàn)的集體和個(gè)人，均已在義中Ｗ明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的法律后果。作者簽名：日期；知日傘悚．嗦年＾月學(xué)位論文使用巧權(quán)蘆巧本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。，允許論文彼查閱和借閱本人授權(quán)

4、重慶理工大學(xué)可Ｗ將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索ｉｌ，可ｔ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。＂＂本學(xué)位論文屬于（請(qǐng)?jiān)冢紫孪鄳?yīng)方框內(nèi)巧Ｖ）：１．保密□，在＿年解密后適用本授權(quán)書。．不保密［７２］。作者簽名：身＾曰期：興／ｉ年＾月文曰導(dǎo)師簽名日期：ＶＷ左年＜：：身弓於月么日摘要在傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)的位置對(duì)整個(gè)應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用，如將傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于消防警報(bào)中，當(dāng)傳感器網(wǎng)絡(luò)通過無線網(wǎng)絡(luò)向消防局發(fā)出消防警報(bào)時(shí)，必須同時(shí)告知自身位置，這樣消防局根據(jù)提供的位置信息才能盡快采取措施，傳感器網(wǎng)絡(luò)提供的信息才

5、是有用的信息。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置信息也是其他傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究的基礎(chǔ)，如傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議研究等。節(jié)點(diǎn)定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的重要支撐技術(shù)之一。缺少位置信息的感知是沒有意義的，在檢測(cè)到事件發(fā)生后，人們關(guān)心的一個(gè)重要問題是該事件發(fā)生的位置，如森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)，目標(biāo)跟蹤等應(yīng)用問題，因此研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法具有重大意義。基于移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位算法是近年來研究的熱點(diǎn)。由于網(wǎng)絡(luò)定位算法大多依賴于信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的密度、網(wǎng)絡(luò)的連通性等，而信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的價(jià)格又非常昂貴，在網(wǎng)絡(luò)中布置大量的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的會(huì)大大加重網(wǎng)絡(luò)的布設(shè)成本。移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)通過引入一個(gè)可在網(wǎng)絡(luò)中漫游移動(dòng)的節(jié)點(diǎn)來廣播自己的位置構(gòu)成虛擬信標(biāo)，從而

6、可以降低成本，提高定位效率，改善網(wǎng)絡(luò)的連通性。DV-Hop算法是一種無需測(cè)距的定位算法，通過網(wǎng)絡(luò)連通性來估計(jì)未知節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離，通過三邊測(cè)量法或者極大似然估計(jì)算法來計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)。為了減小無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位過程中傳統(tǒng)的DV-Hop算法的定位誤差、降低定位精度對(duì)網(wǎng)絡(luò)連通性的依賴、控制定位成本，本文提出一種改進(jìn)算法。具體內(nèi)容如下：(1)本文對(duì)DV-Hop算法進(jìn)行了具體的分析，闡述了算法的原理，分析了算法誤差來源，根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)DV-Hop算法研究的情況分四類進(jìn)行歸納概括。(2)本文利用一個(gè)帶有GPS接收單元的移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，按照HILBERT路徑遍歷整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，周

7、期性的廣播自己的位置信息，形成數(shù)個(gè)虛擬靜態(tài)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。用虛擬信標(biāo)節(jié)點(diǎn)參與未知節(jié)點(diǎn)位置的計(jì)算，達(dá)到降低網(wǎng)絡(luò)布設(shè)成本、改善網(wǎng)絡(luò)連通性的目的。(3)在未知節(jié)點(diǎn)的定位過程中并非參與定位的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)越多越好，相反，不合適的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)反而能引入較大的定位誤差。本文利用HILBERT路徑的基本單元是正方形，通過設(shè)定移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度和步長(zhǎng)使移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在每個(gè)正方形區(qū)域的頂點(diǎn)處形成虛擬信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。位于小正方形頂點(diǎn)處的虛擬信標(biāo)節(jié)點(diǎn)就是該區(qū)域未知節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)。（4）不同的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)位置計(jì)算