无线传感器网络节点自身定位算法研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woyaopojiemimaya
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无线传感器网络(WSN,WirelessSensorNetwork)是指由大量成本低廉的,具有感知能力、计算能力、无线通讯能力的传感器节点组成的网络,它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、无线通信技术和分步式信息处理技术。因特网改变了人与人之间交流、沟通的方式,而无线传感器网络将逻辑上的信息世界与物理世界融合在一起,将改变人与自然交互的方式。WSN一般被密集部署在特定的监控区域,以感知外界的物理信息。 由于传感器节点在部署时的不可控制性,网络中大多数节点位置不能事先确定,而无线传感器网络的大量应用都需要网络中节点的地理位置信息,从而获知信息来源的准确位置。 此外,利用节点位置信息可以设计路由算法以提高路由效率等。因此,节点定位问题已成为无线传感器网络的一个重要研究方向。 根据在定位过程中是否需要测量实际节点间的距离或角度,现有传感器节点自身定位算法可以分为基于距离的定位算法和距离无关的定位算法两类。基于距离的定位算法需要测量节点间的绝对距离或方位,能够实现精确定位,但对无线传感器节点的硬件要求很高。而距离无关的定位算法无需测量节点间的绝对距离或方位,从而降低了对硬件的要求,而且定位精度能够满足多数传感器网络的要求,因而成为目前传感器网络定位问题方面研究的重点。 本文重点研究了无线传感器网络节点自身定位技术,为进一步的应用和研究打下了基础。论文所做的主要工作如下: (1)综述了无线传感器网络的基本理论知识。 (2)从距离(或角度)测量和定位计算两方面出发论述无线传感器网络节点定位的基本原理:并综述了无线传感器网络节点自身定位算法的分类方法及现有较典型的定位算法。 (3)采用Matlab仿真平台对质心、DV-Hop、BoundingBox这三种典型定位算法的定位精度、定位覆盖率进行仿真研究,分析了算法的实际定位性能。并且针对各个算法的性能缺陷,对算法进行了迭代优化。仿真结果显示改进后的算法具有良好的定位精度和覆盖率。 (4)在课题执行过程中也涉及到了传感器网络组网技术的研究--采用Chipcon公司的CC2420Zigbee开发套件实现了基本星型网络的构建。 (5)展望无线传感器网络定位技术领域未来的研究工作和方向。
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