无线传感器网络定位技术的研究

论文摘要

无线传感器网络是最早由美国提出的，主要用于军事技术方面，后来由于它的应用范围广泛，除了应用于军事中的“协同作战能力”研究，“无人值守地面传感器群”等，还可以在人类难以到达的地方，通过温度传感器、压力传感器、气敏传感器等来感知周围的环境，比如环境监测、防火救灾、生物医学、城市管理等方面的应用，无线传感器网络已成为当前国内外研究的热点领域。而无线传感器的节点定位技术是传感器网络应用中最关键的技术之一。假如无法知道传感器节点的具体位置，一切测得的参数都是没有实际意义的。因此本文把传感器节点的定位技术作为研究方向。本文做的主要工作是：（1）在现有的集中式的和分布式的定位算法、基于测距的和无需测距的定位算法、相对定位的和绝对定位的算法的三大分类的基础上，主要介绍了几种经典的算法，然后对基于区域叠加的APIT和ROCRSSI算法进行比较，结果显示，采用环形叠加的ROCRSSI算法与采用三角形叠加的APIT算法相比，有更高的定位精度，更广的定位覆盖率，而通信开销更小的特点；（2）将分级循环（Graded Circle）融入ROCRSSI算法中，对其进行改进，提出一种新的算法，将此算法命名为IROCRSSIGC(improved ROCRSSIbased on Graded Circle)，即将定位精度等于4级或高于4级的高精度节点上升为参考节点参与到更多未知节点的定位中，这样既保留了ROCRSSI的优点，同时也提高了定位覆盖率，减少了不能定位的节点数量。通过仿真分析，显示改进后的IROCRSSIGC算法比ROCRSSI算法有更高的定位精度和更广的定位覆盖率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 无线传感器网络研究的背景与意义
• 1.2 无线传感器网络国内外研究现状
• 1.3 无线传感器网络研究内容与论文组织
• 第二章 无线传感器网络未知节点的定位概述
• 2.1 无线传感器网络与传统网络的区别和相应的体系结构
• 2.1.1 无线传感器网络与传统网络的区别
• 2.2 无线传感器网络的体系结构
• 2.2.1 传感器网络节点硬件结构
• 2.2.2 传感器网络节点软件组成
• 2.3 节点定位的基本概念和术语
• 2.3.1 基本概念描述
• 2.3.2 基本术语
• 2.4 本章小结
• 第三章 无线传感器网络节点定位技术
• 3.1 无线传感器网络定位的关键技术
• 3.1.1 距离（或角度）的测量
• 3.1.2 位置计算
• 3.1.2.1 三边测量法
• 3.1.2.2 三角测量法
• 3.1.2.3 极大似然法
• 3.2 定位系统和定位算法的性能指标
• 3.3 定位算法的分类
• 3.4 本章小结
• 第四章 以区域叠加为基础的未知节点的定位算法研究
• 4.1 接收信号强度（RSSI）与距离的关系
• 4.2 无线传感器网络的 APIT 定位算法及其存在的问题
• 4.2.1 无线传感器网络的 APIT 算法分析
• 4.2.2 无线传感器网络的 APIT 算法存在的问题
• 4.3 无线传感器网络 ROCRSSI 定位算法的分析
• 4.3.1 无线传感器网络 ROCRSSI 定位算法的实现
• 4.4 无线传感器网络 APIT 和 ROCRSSI 算法的性能分析比较
• 4.4.1 APIT 算法的仿真分析
• 4.4.2 ROCRSSI 算法的仿真分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 ROCRSSI 定位算法的改进
• 5.1 Graded Circle 定位算法的设计与分析
• 5.2 节点位置精度等级配置
• 5.3 IROCRSSIGC 定位算法的仿真分析
• 5.4 IROCRSSI 定位算法与 ROCRSSI 定位算法的性能比较
• 5.4.1 网络定位精度及覆盖率仿真比较
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本论文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢