无线传感网络定位及应用

发布时间：2017-04-26 09:02

  本文关键词：无线传感网络定位及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感网络定位问题是近年来各大实验室研究的基础内容之一,它具有着一定的研究价值和研究意义。凭借着其成本低的特点,它在军事国防、灾后搜救、环境监测、交通管理、医疗卫生等领域都得到了广泛的应用。在无线传感网络中,位置信息对传感节点的监测活动至关重要,没有位置信息的监测报告通常毫无意义。由此可见,节点定位是传感网络最基本的功能之一,对传感网络的实际应用性起着至关重要的作用。本文首先对已提出的基础算法进行横向和纵向的比较,详细地介绍了各算法的原理,并分析了各算法的优点和缺点,在实际应用中可根据条件的不同选择不同的定位算法。在大型灾害后的搜救背景下,以已提出的简单算法为参考,对定位过程中可能存在的节点移动问题,提出了一种解决方法：移动节点定位算法。该算法根据信标节点与未知节点的距离与传感器的通信半径距离之间的关系,将未知节点的位置圈定在一定范围内,再通过迭代,缩小定位区域,达到预定的定位精度,实现了最终的定位目的。由于移动节点定位算法对信标节点的运动范围有一定的限制,只允许其进行小范围的运动,所以根据这一特点我们对该算法进行了改进。利用信标节点与未知节点之间的距离变化关系,判断未知节点所可能存在的区域范围。再通过信标节点位置的变化,锁定未知节点的定位区域,经过不断地迭代,缩小定位区域,定位误差降低。若迭代结果达到预定的定位精度,则终止迭代,完成定位工作。最后,我们将本文提出的定位算法应用到自主车队中,以此为例,证明算法的实用性。针对外来车辆冲入自主车队的情况,对其进行详尽的分析,并进行了仿真,验证了算法的可用性。
【关键词】：无线传感网络 定位算法 移动节点 距离变化率
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究动态11-15
• 1.2.1 无线传感网络的发展历程11
• 1.2.2 无线传感网络的研究现状11-13
• 1.2.3 灾后搜救领域现状13-15
• 1.3 本文研究内容及研究方法15-17
• 1.3.1 定位相关术语15-16
• 1.3.2 研究内容及方法16-17
• 1.4 本文结构安排17-18
• 第2章 传统多点定位算法18-30
• 2.1 基本定位算法18-22
• 2.1.1 三边定位法18-19
• 2.1.2 三角定位法19-21
• 2.1.3 极大似然估计定位法21-22
• 2.1.4 三种基本定位算法比较22
• 2.2 基于距离的定位算法22-25
• 2.2.1 到达时间定位算法22-23
• 2.2.2 到达时间差定位算法23-24
• 2.2.3 到达角度定位算法24-25
• 2.3 多点定位算法25-29
• 2.3.1 泰勒级数展开法25-27
• 2.3.2 Chan算法27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 移动节点定位算法30-44
• 3.1 问题概述30-31
• 3.2 算法建模31-34
• 3.2.1 未知节点的四种状态31-33
• 3.2.2 单信标节点定位范围33-34
• 3.3 移动节点定位算法34-39
• 3.3.1 单信标节点模拟定位过程34-35
• 3.3.2 单节点移动三点定位法35-36
• 3.3.3 双节点移动三点定位法36-37
• 3.3.4 三节点移动三点定位法37-39
• 3.4 移动节点定位算法仿真39-44
• 第4章 基于距离变化率的定位算法44-59
• 4.1 单信标节点大范围运动44-50
• 4.1.1 定位方法介绍44-45
• 4.1.2 算法仿真45-50
• 4.2 信标节点大范围运动50-53
• 4.2.1 算法介绍50-51
• 4.2.2 算法仿真51-53
• 4.3 三个信标节点大范围运动53-59
• 4.3.1 APIT定位算法54-56
• 4.3.2 基于距离变化率的定位算法56-57
• 4.3.3 算法仿真57-59
• 第5章 定位算法在车联网中的应用59-69
• 5.1 背景介绍59
• 5.2 算法应用59-62
• 5.2.1 基于距离变化率的定位算法应用59-61
• 5.2.2 基于移动节点定位算法的应用61-62
• 5.3 避碰控制62-63
• 5.4 实验仿真63-69
• 第6章 总结与展望69-70
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

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