无线传感网络节点定位算法的设计与实现

发布时间：2017-07-26 11:38

  本文关键词：无线传感网络节点定位算法的设计与实现

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【摘要】：21世纪是一个信息时代,更是一个物联网时代。早在20世纪末,计算机技术就已经得到了飞速发展,随后传感器技术和现代化通信技术也蓬勃向上,日新月异,这两项技术是物联网的技术基础。在整个物联网中,被感知、被识别的物体的位置信息是至关重要的,如果得不到该信息,就无法对感知到的物体进行操控,整个物联网也将失去其意义。无线传感网络是物联网的组网基础,本文对无线传感器网络节点的定位问题展开了研究。本文首先介绍了与无线传感网络定位相关的课题背景以及国内外的研究现状,接着分别从软、硬件两个方面阐述了组建无线传感网络的具体流程。其中,软件方面可分为协调节点建立Zigbee网络和其他节点加入Zigbee网络两个过程,硬件平台的搭建使用了TI公司的CC2530芯片,主要设计包括了该芯片的外围电路以及射频模块等部分。本文还深入研究了无线传感网络的测距和定位算法,测距算法使用了无需额外增加附件的RSSI算法,定位过程中提出了将蚁群算法应用在无线传感网络节点定位中。为了进一步提高定位精度,提出了同时使用八个锚节点给一个盲节点定位的循环定位算法,结果表明该算法具有定位精度高、定位稳定的优点。最后,对所提出的循环定位算法进行了误差校正,确保在既使有个别节点出现大的测距误差时,也能得到高精度的定位结果。
【关键词】：物联网 无线传感网络 定位 Zigbee 蚁群算法
【学位授予单位】：燕山大学
【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
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究意义9-12
• 1.2 无线定位技术国内外研究现状12-15
• 1.3 论文研究内容15-17
• 第2章 Zigbee无线网络技术17-25
• 2.1 无线网络技术介绍17-19
• 2.2 Zigbee无线技术特点19-20
• 2.3 Zigbee组网过程20-24
• 2.3.1 Zigbee网络初始化21-22
• 2.3.2 节点加入Zigbee网络22-23
• 2.3.3 组网过程小结23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 无线传感节点硬件设计25-33
• 3.1 CC2530芯片介绍25-29
• 3.1.1 CPU和存储器26-27
• 3.1.2 时钟和电源管理27-28
• 3.1.3 外围设备28-29
• 3.1.4 无线模块29
• 3.2 射频板硬件电路设计29-31
• 3.2.1 射频电路设计原则29-30
• 3.2.2 晶振电路设计30
• 3.2.3 巴伦配置及天线电路设计30-31
• 3.3 传感节点硬件实物31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 定位算法设计方案33-49
• 4.1 常用测距方案33-35
• 4.1.1 TOA测距33-34
• 4.1.2 TDOA测距34
• 4.1.3 AOA测距34-35
• 4.2 常用定位方案35-41
• 4.2.1 三边定位算法35-36
• 4.2.2 加权质心定位算法36
• 4.2.3 最小二乘法定位36-37
• 4.2.4 DV-HOP定位法37-38
• 4.2.5 凸规划定位算法38-39
• 4.2.6 MDS-MAP定位算法39-41
• 4.3 本文采用的测距方案41-43
• 4.3.1 RSSI测距原理41-42
• 4.3.2 高斯滤波42-43
• 4.4 本文采用的定位方案43-48
• 4.4.1 粒子群优化定位算法43-45
• 4.4.2 蚁群定位算法45-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 实验结果及误差分析49-59
• 5.1 测距实验及结果分析49-52
• 5.2 定位实验及结果分析52-56
• 5.2.1 定位实验52
• 5.2.2 单次定位结果52-54
• 5.2.3 蚁群循环定位算法实验分析54-56
• 5.3 误差分析及校准56-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果66-67
• 致谢67-68
• 作者简介68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

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本文编号：576232