无线传感器网络APIT定位算法研究

论文摘要

无线传感器网络的研究起步于20世纪90年代末期,并从21世纪开始得到了迅猛的发展。它的应用领域涵盖了军事、医疗、环保以及交通等等。传感器网络的应用中经常需要在感知数据上附带节点所在的地理位置。考虑到成本,体积和功率等因素的制约,目前发展相对成熟的全球定位系统GPS并不适合无线传感器网络节点的定位。因此,研究适合无线传感器网络的定位算法具有广泛的实际应用背景和重要的理论价值。本文深入分析无线传感器网络中APIT定位算法,针对其节点定位覆盖率方面的不足,提出了改进的APIT算法,称之为IAPIT算法。IAPIT算法的基本思路是:对于符合APIT定位条件的节点,按照APIT算法进行定位,对于不符合APIT定位条件的节点,作进一步的处理,提高定位覆盖率。当邻居锚节点数大于等于三个时,采用三边测量法进行定位;当邻居锚节点数为两个时,由几何上求两圆交点的方法求出两交点,再依据其他条件判断哪一个交点为节点的估计位置。本文采用C++和Matlab软件,分别就不同的锚节点比例、节点通信半径和同一锚节点比例,仿真对比分析IAPIT算法与APIT算法的性能。仿真结果表明,IAPIT与APIT相比,提高了定位覆盖率,定位精度能满足一般应用的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及选题意义
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 选题意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外发展概况
• 1.2.2 国内发展概况
• 1.2.3 无线传感器网络的应用
• 1.3 论文的主要研究内容
• 1.5 论文的结构安排
• 第2章 节点自身定位算法性能的比较分析
• 2.1 定位技术简介
• 2.1.1 基本概念
• 2.1.2 WSN基本定位技术
• 2.2 定位算法的性能评价
• 2.3 主要定位算法性能的比较分析
• 2.3.1 基于测距技术的定位算法
• 2.3.2 非基于测距技术的定位算法
• 2.3.3 定位算法比较
• 2.4 本章总结
• 第3章 APIT及其改进算法
• 3.1 APIT算法
• 3.1.1 APIT算法的思路
• 3.1.2 APIT算法的伪代码
• 3.1.3 APIT算法的步骤
• 3.1.4 APIT算法仿真
• 3.2 IAPIT算法
• 3.2.1 IAPIT算法的流程图
• 3.2.2 IAPIT算法的伪代码
• 3.2.3 IAPIT算法的具体步骤
• 3.3 本章总结
• 第4章 IAPIT算法仿真及性能分析
• 4.1 仿真平台的搭建
• 4.2 APIT改进算法仿真及结果
• 4.2.1 不同锚节点比例
• 4.2.2 同一锚节点比例
• 4.2.3 不同的节点通信半径
• 4.2.4 仿真结果分析
• 4.3 本章总结
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 硕士期间参加的研究课题及完成的学术论文
• 致谢