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无线传感器网络中一种以跳数为基础的定位方法

作　者: 于洋
导　师: 王艳红
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 无线传感器网络定位以跳数信息为基础 DV-Hop算法
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

无线传感器网络是由部署在监测区域内的众多微型传感器节点相互协作构成的一个自组织网络,其作用是感知采集和处理网络覆盖区域内的被监测对象的信息。它综合了嵌入式技术、微电子技术、分布式信息处理技术与无线通信技术。在远程医疗、危险区域环境监测、工农业控制和军事国防等诸多领域均有广泛的应用前景。无线传感器网络的核心技术中又以节点的定位技术作为最关键的技术之一,因此无线传感器节点定位算法的研究具有非常重大的意义。无线传感器网络中的节点分为已知位置的信标节点和未知位置的节点。未知节点通过网络信息的传递、与邻居节点的关系以及与信标节点的距离进行定位。无线传感器网络节点定位算法按照是否需要测量节点间的实际距离分为基于测距的定位算法和无需测距的定位算法。基于测距的定位算法由于需要增加额外的装置,对硬件的要求较高。无需测距的定位算法不需要增加额外的装置测量节点之间的距离,只利用网络的拓扑信息就能实现未知节点的定位。DV-Hop(Distance Vector-Hop)定位算法属于无需测距的定位算法,也是本文的研究重点。现将本文的主要工作概括如下:(1)结合无线传感器网络的研究背景和国内外研究现状,分析了无线传感器网络的特点、结构、关键技术及其应用。(2)在探讨了无线传感器节点定位的基本概念、基本计算方法和算法性能评价指标基础上,详细分析了现有的几种节点定位算法的基本原理、误差来源、各自的性能,提出定位算法有待解决的问题。(3)最后针对DV-Hop算法计算量大、精度低的弱点,本文提出一种新方法,该方法以跳数信息为基础来估计节点与信标节点间的距离,并使用该距离进行定位。仿真结果显示了在节点到信标节点距离估计和定位精确度方面,本文提出的算法性能优于文献中的常规DV-Hop算法。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 无线传感器网络简介  11-15
    1.2.1 无线传感器网络结构  11-12
    1.2.2 无线传感器网络的传感器节点结构  12-13
    1.2.3 无线传感器网络的应用  13-15
  1.3 国内外研究现状  15-16
  1.4 本文的研究内容及结构安排  16-18
第二章无线传感器节点定位算法研究  18-36
  2.1 基本概念  18-19
  2.2 节点定位基本计算方法  19-23
  2.3 节点定位算法的性能评价指标  23-25
  2.4 几种典型无线传感器网络节点定位算法  25-34
    2.4.1 基于测距的定位算法  25-28
    2.4.2 非基于测距的定位算法  28-34
  2.5 定位算法有待解决的问题  34-35
  2.6 本章小结  35-36
第三章 DV-Hop 算法分析及仿真研究  36-51
  3.1 传统DV-Hop 算法的定位过程分析及仿真  36-43
    3.1.1 传统DV-Hop 算法的定位过程分析  36-41
    3.1.2 传统DV-Hop 算法的仿真分析  41-43
  3.2 DV-Hop 算法相关问题讨论  43-45
  3.3 现有的DV-Hop 改进算法  45-50
  3.4 本章小结  50-51
第四章改进DV-Hop 算法及仿真研究  51-59
  4.1 系统的通信模型  51
  4.2 以跳数和邻域划分为基础的改进算法  51-53
  4.3 相交区域面积的估算  53-54
  4.4 节点到信标节点距离的估算  54-55
  4.5 算法实现  55-57
  4.6 仿真及结果分析  57-59
    4.6.1 仿真条件  57
    4.6.2 仿真结果及分析  57-59
第五章全文总结与展望  59-60
  5.1 总结  59
  5.2 展望  59-60
参考文献  60-63
在学研究成果  63-64
致谢  64

无线传感器网络中一种以跳数为基础的定位方法

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