信标节点漂移情况下的无线传感器网络定位技术研究

论文摘要

无线传感器网络中的定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一。大多数情况下,人们将一些位置已知的传感器节点作为参照节点,即信标节点,通过一定方法的测算,对网络中的其他节点进行位置定位。这些信标节点通常被默认为是严格可靠的,这是所有依赖信标节点进行定位方法的前提。在实际应用中,信标节点有可能因为人为或环境的因素的影响,发生了意外的移动,即信标节点出现了位置漂移,此时,其他依据信标节点来定位的节点就出现定位偏差,有的甚至无法定位。针对以上情况,本论文将针对信标节点漂移情况下的节点定位方法进行研究,主要做了以下研究工作：①提出了一种分布式的信标节点漂移检测方法,设计了节点自评分和协商机制,自动寻找可能发生了漂移的信标节点；②针对信标节点发生漂移以后,定位覆盖率下降的问题,本研究首先用二维平面上的概率密度模型对定位可信度进行建模,得到其概率密度模型,利用该可信度模型提升信标节点缺失范围内定位较为可靠的一些普通节点作为临时信标节点,通过临时信标节点来完成其他节点的定位。③仿真实验验证相关算法的可靠性。实验表明,漂移信标节点检测的算法可以检测到信标节点位置的变化,对无线传感器网络整体资源消耗也较小；利用可信度模型所确立的临时信标节点,来定位其他节点的算法,可以提高定位覆盖率,定位精度也较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 问题描述
• 1.1.1 无线传感器网络的定位问题简介
• 1.1.2 信标节点漂移情况下的定位问题
• 1.2 研究目标、内容和方法
• 1.2.1 研究目标
• 1.2.2 研究内容
• 1.2.3 研究方法
• 1.3 论文结构
• 第2章 无线传感器网络节点定位研究现状
• 2.1 无线传感器网络节点定位的基本原理
• 2.1.1 无线距离测量
• 2.1.2 节点位置计算
• 2.2 信标节点漂移情况下的定位算法
• 2.2.1 信标节点漂移检测研究现状
• 2.2.2 节点再定位问题研究现状
• 第3章 基于评分和协商的分布式信标节点漂移检测算法
• 3.1 问题描述与分析
• 3.1.1 理想状况下的信标节点漂移检测问题
• 3.1.2 非理想状况下的误检测情况分析
• 3.1.3 误检测情况的消除
• 3.2 算法描述
• 3.2.1 算法基本思路
• 3.2.2 节点评分机制
• 3.2.3 得分协商机制
• 3.2.4 算法参数确定
• 3.2.5 算法流程设计
• 3.2.6 得分协商协议设计
• 3.3 实验和仿真
• 3.3.1 仿真环境
• 3.3.2 迭代次数选择
• 3.3.3 算法性能分析
• 3.3.4 算法通信量实验
• 3.4 本章小结
• 第4章 信标漂移情况下节点再定位方法研究
• 4.1 问题描述与分析
• 4.2 算法设计
• 4.2.1 漂移节点位置可信度描述模型
• 4.2.2 临时信标节点推举机制
• 4.3 实验和仿真
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果