无线传感器网络中节点自身定位算法的研究

论文摘要

无线传感器网络是综合了传感器,嵌入式,网络信息和无线通信技术的新一代的网络技术,它主要用于对外部事件的定位,并且追踪事件的源头。目前无线传感器网络技术广泛应用于国防,环境检测,医疗卫生等领域。无线传感器节点自身定位技术是一项关键技术。精确打击效能评估系统是为提高我军现代化作战水平,迎合现代化、科技化战争的需求而提出的。它主要利用无线传感器网络来实现对弹着点的定位。本论文的研究工作详细分析了典型无线传感器网络节点自身定位算法的核心思想及其优缺点,并且在此基础上,结合Euclidean算法优点,设计了一种新的定位算法Euclidean-Iteration算法。为了提高节点覆盖率和定位精度,本算法使用Euclidean增加了未知节点周围的信标节点数量。算法使用迭代循环的方法计算未知节点位置并且求精。算法的仿真结果表明,该算法在节点定位精度和定位覆盖率有较大改进,是一种实用的定位方法。同时,在此基础上继续研究将传感器节点二维空间定位算法扩展为三维空间定位算法,提出了在三维空间中的无线传感器节点自身定位算法,并进行了仿真。仿真结果表明该算法在中小型场地具有较好的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 课题的提出
• 1.3 研究内容和论文结构
• 第二章 无线传感器网络概述
• 2.1 无线传感器网络的概念
• 2.2 无线传感器网络体系结构
• 2.2.1 无线传感器节点结构
• 2.2.2 无线传感器网络通信结构
• 2.3 无线传感器网络的特点
• 2.4 无线传感器网络的性能评价
• 2.5 无线传感器网络的研究现状
• 第三章 精确打击效能评估系统
• 3.1 需求分析
• 3.1.1 系统功能
• 3.1.2 技术指标
• 3.2 方案可行性和先进性分析
• 3.2.1 检测对象特点
• 3.2.2 检测方案选择
• 3.3 精确打击效能评估系统结构
• 3.4 研究内容
• 3.4.1 目标定位算法
• 3.4.2 节点自身定位算法
• 3.5 小结
• 第四章 无线传感器网络节点自身定位算法概述
• 4.1 无线传感器网络术语
• 4.2 计算节点位置的基本方法
• 4.2.1 节点间距离或角度的测量方法
• 4.2.2 计算节点位置的基本方法
• 4.3 无线传感器网络自身定位算法分类和性能参数
• 4.3.1 无线传感器网络自身定位算法分类
• 4.3.2 无线传感器网络自身定位算法主要性能参数
• 4.4 典型的无线传感器网络节点自身定位算法
• 4.4.1 基于距离的（range-based）定位算法
• 4.4.2 距离无关的（range-free）定位算法
• 4.4.3 range-based和range-free相结合的定位算法
• 4.5 小结
• 第五章 无线传感器网络Euclidean—Iteration节点自身定位算法
• 5.1 Euclidean算法理论基础
• 5.2 极大似然估计法
• 5.3 Euclidean—Iteration算法提出
• 5.4 Euclidean—Iteration算法设计
• 5.4.1 传感器节点间发送和接收初始化消息
• 5.4.2 计算未知节点到与其相隔两跳的信标节点距离
• 5.4.3 计算节点初始位置
• 5.4.4 迭代求精节点的位置
• 5.4.5 循环计算WSN中节点位置
• 5.5 Euclidean—Iteration算法的性能
• 5.5.1 Euclidean—Iteration算法性能的计算
• 5.5.2 Euclidean—Iteration与Euclidean算法的比较
• 5.6 小结
• 第六章 三维空间中的无线传感器节点自身定位算法
• 6.1 三维空间中节点自身定位算法的提出
• 6.2 三维空间中节点自身定位算法的设计
• 6.2.1 测量未知节点到信标节点的距离
• 6.2.2 计算未知节点坐标
• 6.3 三维空间中节点自身定位算法的性能
• 6.4 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文和科研、获奖情况