[学位论文]基于协作模式的移动无线传感器网络节点定位方法研究.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
基于协作模式的移动无线传感器网络节点定位方法研究
姓名:喻钦
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:张兢
20100501
摘要随着传感器网络技术的发展和研究,人们提出建立以无线传感器网络技术步,协同信息处理及网络拓扑控制等是“物联网菇ǖ闹匾;方凇T谒械也是研究的关键问题之一。定位算法的设计需考虑定位精度、网络定位能耗,适用的物理环境、定位计算速度以及信息传输延时等因素。本文总结了无线传感器网络技术的国内外研究现状,简要综述了典型的无级质心算法,通过分析该算法的定位误差影响因子,总结免测距定位算法的优本文依据测距技术提出基于协作模式的定位算法,引入随机图论中刚性体,在理想条件下,刚性体中两点问的欧式距离保持不变的性质符合节点定位要求。分析无线传感器网络特点,依据刚性体性质给出定位协作体定义,在网络中自组织构建最简单定位协作体,并通过几何证明得出协作体扩展方法以完成整个网络的节点定位。选用遗传优化的计算方法实现了基于协作模式的节点定位计算过程,将该优化算法与定位协作体的构建与扩展过程结合设计出一种基于协成可实现未知节点位置估计的定位协作体,运用生物算法实现未知节点位置估基于协作模式遗传优化的定位方案能够充分利用网络传感器设备的连接特性及导标节点位置信息,利用较少的导标节点资源,实现高定位精度和高定位率。仿真实验表明,该算法的多跳优化定位率比传统的单跳导标定位率提高一时,平均绝对定位误差为,显示出较好的定位性能。监控系统为例讲述定位技术集装箱监控领域的应用方式,并结合“物联网”的关键词:协作定位;刚性;遗传优化;无线传感器网络为核心的“物联网”。无线传感网络的应用扩展,规范的通信协议、时钟信息同网络研究环节中,网络节点患嗖舛韵的位置信息是网络系统使用的基础,线传感器网络节点定位算法,并在质心算法的基础上引入能量级,形成多能量点和不足,作为后文选用基于测距技术的定位方式的铺挚。作模式遗传优化的‘定位方案。该方法将刚性图理论与网络拓扑的自适性融合形算。倍,.,,本文以基于无线传感器网络技术的集装箱研究思想进行探讨,为进一步的深入研究奠定基础。武汉理工大学硕十学位论文
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导师┟┟:吟锹硷亟独创性声明学位论文使用授权书取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他入已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及签名:日期:逝夯ィ盒服务。
第绪论选题研究意义无线传感器网络有成本低、应用范围广、布设灵活、移动支持等特点,应计,仅年轮月在杂志缓琁С值墓恃趸议弦逊⒈碛胛尴叽ǜ衅魍缦喙氐难趼畚墓灿篇;。无线传感器网络技术运用普适计算将先进的计算机、通信和电子技术结合实现信息空问与物理空间的统一,通过这个统一的空间可以随时随地的获得数字信息化的服务【K孀糯ǜ衅骷际醯姆⒄梗ň哂屑扑愫屯ㄐ殴δ艿男⌒智能传感器设备应用到人类的生活空间,恶劣的自然环境等世界的每个角落,以提高人们的计算通讯能力。无线传感器网络系统作为物理世界信息的采集、无线传感器网络的众多应用领域中,目标跟踪、灾害检测、环境监控等均涉及事件检测。例如:监测区域是否发生火灾、某种化学物质浓度是否超过危险阈值等。面向事件检测的无线传感器网络的主要特点概括如下【】:尴传感器网络节点能量十分有限,而检测任务的时间跨度一般要求较长,节能和延长网络生命周期成为其重要目标之一:录姆⑸话憔哂胁豢稍げ庑裕发生在节点间的通信操作次数相对较少,节点的感知能耗将占整个能量消耗的主要部分;没ǔP枰<笆弊既坊袢∫斐P畔事件信息尴叽ǜ衅的无线传感器网络的研究内容涉及容错技术、拓扑控制、数据融合、节点管理和节点调度等多个方面,但其核心科学问题还是事件检测质量