無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距定位算法研究

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距定位算法研究

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1、 ̄單位代碼10602I學(xué)號(hào)2013011540分類號(hào)TP301密級(jí)公開碩去學(xué)佐冷文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距定位算法研究-ssSensorTheresearchofRangefreelocaliza村onalgorithminWireleNetwork學(xué)院:計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息王程學(xué)院專業(yè):軟件工程研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)年級(jí):2013級(jí)研究生:唐靜靜指導(dǎo)教師:陳元巧教授完成日期:2016年4月無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距定位算法研究專業(yè)名稱:軟件工程研究方向:計(jì)葬機(jī)網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)人:唐靜靜指導(dǎo)教師:陳

2、元埃論文答辯姜員會(huì)/主席;令案私寺姜資:--fe_-t廣西師游大學(xué)碩±研究生學(xué)位論文無線傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距定位算法研究學(xué)生:唐靜靜指導(dǎo)老師:陳元談專業(yè):軟件工程研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)年級(jí):2013級(jí)摘要隨著人類探知領(lǐng)域的發(fā)展,信息技術(shù)的發(fā)展和利用己經(jīng)漸漸的應(yīng)用到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)方面,隨之集成了多種前沿技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)一是個(gè)自組織無線通訊網(wǎng)絡(luò).由分布在檢測(cè)區(qū)域成千上百個(gè)具有無線通信能為的傳感器節(jié)點(diǎn)組成,成為當(dāng)前備受關(guān)注的前沿?zé)峥谘芯款I(lǐng)域。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理技術(shù)中包括了時(shí)間同步技術(shù)

3、,而定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)其他、定位技術(shù)、安全技術(shù)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)。這是因?yàn)樵跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,檢測(cè)區(qū)域內(nèi)隨機(jī)部署了大量的傳感器節(jié)點(diǎn),這些傳感器節(jié)點(diǎn)的作用就是對(duì)檢測(cè)區(qū)域的檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)、獲知并搜集所需要的被檢測(cè)實(shí)物的相關(guān)檢測(cè)信息,并發(fā)送給工作者W便進(jìn)行分析。在檢測(cè)信息的過程中,被檢測(cè)實(shí)物的地理位置對(duì)信息的搜集有著重要的影響,如果檢測(cè)對(duì)象的地理信息無從獲知,那么其檢測(cè)的數(shù)據(jù)就沒有任何意義。想要得到有意義的數(shù)據(jù),就要知道檢測(cè)對(duì)象的地理位置信息,,也就必須利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)定位來了解相應(yīng)的位置信息。因此定位技術(shù)在傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用當(dāng)中發(fā)揮

4、著至關(guān)重要的作用。在WSN定位技術(shù)中節(jié)點(diǎn)的定位算法按照不同的分類依據(jù),可W有多種分類。而當(dāng)前最主要的分類是,依據(jù)是不是需要利用設(shè)備測(cè)得節(jié)點(diǎn)間的距離或角度來估算距離,根據(jù)這一特點(diǎn)可將算法分為基于測(cè)距和基于非測(cè)距。對(duì)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)中出現(xiàn)的問題,許多科研工作者也進(jìn)行了深入的研究。在實(shí)際的環(huán)境下,傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗往往有限,并且其可靠性也不好,同時(shí)傳感器節(jié)點(diǎn)的分布很隨機(jī)且姐成的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大,再加上,節(jié)點(diǎn)的通訊范圍有限這堅(jiān)問題最終增加了節(jié)點(diǎn)的定位誤差,對(duì)此提出了許多改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)定位方法,大多都是圍繞測(cè)距和非測(cè)距這兩類定位算法所出現(xiàn)的誤差問。而在這些算法中

5、題來改進(jìn)的。基于測(cè)距的定位算法有民S別、TOA、TDOA等,這類算法對(duì)節(jié)點(diǎn)的定位精度要求非常商,主要適用于對(duì)誤差要求比較嚴(yán)格的應(yīng)用中。而非測(cè)距為基礎(chǔ)的定位算法有DV-HOP,Centroid算法Amors,,,phou巧法等這類定位方法對(duì)定位誤差要求不嚴(yán)硬件設(shè)一些備要求低。雖然基于非測(cè)距的定位巧法的定位精度低于基于測(cè)距的定位算法,但是在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下,基于測(cè)距的定位簿法受《方面因素(能耗、網(wǎng)絡(luò)帶寬、軟硬件開銷等)的限制而無法實(shí)現(xiàn).相比較而言,W非測(cè)距為基礎(chǔ)的算法則更容易實(shí)現(xiàn),因此對(duì)W非測(cè)距為基礎(chǔ)的算法的硏巧受到許《專家學(xué)者的重視。而本文就是針對(duì)非測(cè)距定位算法來

6、進(jìn)行研巧的。I廣西師范大學(xué)碩±研究生學(xué)位論文文章開始扼要的敘述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)背景知識(shí),接著講解了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)-中的專業(yè)術(shù)語,然后對(duì)經(jīng)典DVHOP、算法分類及坐標(biāo)的計(jì)算方法定位方法的理論思想一-作了進(jìn)步的透徹分析,并對(duì)現(xiàn)有算法存在的問題作了理論分析,指出了影響DVHOP定位算法精度的因素;節(jié)點(diǎn)的平均跳距、節(jié)點(diǎn)間的跳數(shù)、坐標(biāo)的計(jì)算方法、傳感器能耗、節(jié)點(diǎn)部署情況等等一。從該些因素出發(fā),W提高算法精度為目的分析并得出了種更有效的DV-HOP定-位算法,即PEDVHOP定位算法,。該算法針對(duì)經(jīng)典算法所出現(xiàn)的誤差影響因素做出了H處改進(jìn):1.

7、針對(duì)經(jīng)典算法中節(jié)點(diǎn)的平均每跳距離的計(jì)算方法,對(duì)平均每跳誤差進(jìn)行優(yōu)化,從而使節(jié)點(diǎn)間的距離與真實(shí)值相接近。未知節(jié)點(diǎn)首先計(jì)算出通信范圍內(nèi)所有已知節(jié)點(diǎn)的平均跳距誤差,,之后使用平均跳距誤差對(duì)跳距進(jìn)行修改最后取通信范圍內(nèi)所有信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均每跳距離修正后的數(shù)值的平均值來代替未知節(jié)點(diǎn)的平均每跳距離。2.針對(duì)定位算法中爺點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算方法,,對(duì)未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算法方法進(jìn)行改進(jìn)對(duì)原有的計(jì)算公式進(jìn)行變形,將離未知節(jié)點(diǎn)最近的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離公式分別除

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