无线传感器网络分析管理平台设计

论文摘要

在现有的无线传感器网络硬件实验平台基础之上,设计开发了一种无线传感器网络分析管理平台。首先介绍了无线传感器网络后台管理软件的基本结构及选用的硬件实验平台,然后对无线传感器网络中计算节点位置的基本方法和基于接收信号强度RSSI的节点定位算法进行了详细介绍。在实现了基于理论模型的RSSI节点定位之后,通过对定位误差的分析,提出了一种基于物理参数测量的半经验模型。实验结果表明,本定位模型减小了节点定位时各节点间的硬件差异的影响,提高了定位精度。另外,本文将测边网平差应用于基于单跳邻居节点的无线传感器网络节点定位。仿真结果表明,此定位方法能有效提高无线传感器网络节点的定位精度。此分析管理平台提供了多种形式的用户接口,包括拓扑树结构视图、节点列表、程序状态和数据包视图、数据管理、实时曲线图显示和节点定位等功能。用此分析管理平台结合相应的传感器网络节点既可以满足无线传感器网络实验教学需要,也可以用于构成实际无线传感器网络应用系统,具有一定实际应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 无线传感器网络概述
• 1.1.1 无线传感器网络体系结构
• 1.1.2 无线传感器网络特点
• 1.1.3 无线传感器网络应用
• 1.2 课题研究背景和意义
• 1.3 国内外发展现状
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 硬件实验平台简介
• 2.1 微控制器
• 2.2 无线射频收发芯片
• 2.3 硬件实验平台节点
• 2.3.1 协调器节点
• 2.3.2 传感器节点
• 2.4 传感器介绍
• 第3章 无线传感器网络节点定位技术
• 3.1 定位技术简介
• 3.1.1 无线传感器网络定位算法特点
• 3.1.2 传感器定位的基本概念
• 3.1.3 计算节点位置的基本方法
• 3.1.4 定位算法分类
• 3.2 基于RSSI的定位算法
• 3.2.1 基于RSSI的定位算法原理
• 3.2.2 RADAR系统
• 第4章 无线传感器网络分析管理平台总体设计
• 4.1 无线传感器网络后台管理软件结构
• 4.2 系统流程图
• 4.3 主要功能模块划分
• 4.3.1 串口通信模块
• 4.3.2 数据管理模块
• 4.3.3 用户界面模块
• 4.3.4 节点数据曲线显示模块
• 4.3.5 节点定位子系统
• 第5章 分析管理子系统设计
• 5.1 串口通信模块设计
• 5.1.1 串口通信接口介绍
• 5.1.2 串行通信控件MSComm
• 5.1.3 串口通信设计
• 5.2 数据管理模块设计
• 5.2.1 数据包格式简介
• 5.2.2 数据报文解包设计
• 5.2.3 ADO技术
• 5.2.4 数据库设计和数据管理
• 5.3 用户界面模块设计
• 5.3.1 节点列表视图设计
• 5.3.2 程序状态视图设计
• 5.3.3 网络拓扑和节点信息视图设计
• 5.3.4 数据包分析视图设计
• 5.4 节点数据曲线显示模块设计
• 5.4.1 MSChart控件介绍
• 5.4.2 实时数据曲线绘制
• 第6章 节点定位子系统设计
• 6.1 节点定位子系统设计
• 6.1.1 界面设计和坐标系绘制
• 6.1.2 节点定位
• 6.2 基于理论模型的节点定位测试及误差分析
• 6.2.1 基于理论模型的节点定位测试
• 6.2.2 误差分析
• 6.3 基于物理参数测量的半经验模型
• 6.3.1 理论依据和模型建立
• 6.3.2 半经验模型定位测试
• 6.4 基于单跳邻居节点的测边网平差定位
• 6.4.1 理论依据
• 6.4.2 平差仿真分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文