基于无线传感器网络立体定位算法的研究

发布时间：2017-10-26 17:22

  本文关键词：基于无线传感器网络立体定位算法的研究

  更多相关文章： 物联网 无线传感器网络 立体定位 ZigBee 萤火虫算法

【摘要】：我们所处的21世纪,可以说是一个物联网的时代。早在20世纪末,互联网技术就已经得到了飞速的发展,随后现代通讯技术和传感器技术也迎头赶上,这些都是构成物联网技术的基础。在整个物联网所构成的系统中,物体位置信息至关重要。因此,无线传感器网络作为物联网的基础,其定位技术是重要的研究课题之一。如今针对无线传感器网络的定位算法大多数都局限于二维空间,但却经常在三维空间中得以应用,如海洋,森林,地下勘测等。因此三维空间的定位算法显得更加重要,本文就对无线传感器网络立体定位算法展开了研究。本文首先介绍了无线传感器网络立体定位算法的课题背景以及国内外的研究现状,然后介绍了无线传感网络的架构以及ZigBee技术的特点。接下来从硬件的选取入手,对网络如何进行搭建进行了阐述。本文对于无线传感器网络的测距和定位算法进行了深入的研究。其中测距采用接收信号强度指示的方法,此方法的优点在于无需额外设备,成本低,并且相比于其它基于非测距的方法,误差小。接着对测量结果进行加权处理,引入一种基于统计中值的加权处理方式,以使此实验误差更小,能够适应更多复杂的环境。随后在定位时提出用萤火虫算法对未知节点进行定位,并且经过多次实验以及对比得出,当八个锚节点同时对未知节点进行定位,每四个一组分八组取平均值时,定位效果最好,并且利用matlab仿真验证了其有效性。
【关键词】：物联网 无线传感器网络 立体定位 ZigBee 萤火虫算法
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题背景及研究意义9-11
• 1.2 无线传感器网络概述11-14
• 1.2.1 无线传感器网络架构11-13
• 1.2.2 无线传感器网络特点13-14
• 1.3 无线定位技术研究现状14-16
• 1.4 论文主要研究内容及组织结构16-18
• 第2章 无线网络技术18-29
• 2.1 常用的无线技术简介18-21
• 2.2 ZigBee无线技术概述21-23
• 2.2.1 ZigBee技术特点21
• 2.2.2 ZigBee技术网络设备划分21-22
• 2.2.3 ZigBee网络拓扑划分22-23
• 2.3 ZigBee硬件选择23-26
• 2.3.1 芯片简介23-25
• 2.3.2 节点硬件实物25-26
• 2.4 ZigBee技术的网络搭建26-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 立体定位算法设计与研究29-46
• 3.1 传统的无需测距的定位算法29-32
• 3.1.1 三维质心定位算法29-30
• 3.1.2 三维DV-Hop定位算法30-31
• 3.1.3 三维APIT定位算法31-32
• 3.2 常用的测距方法32-34
• 3.2.1 TOA测距32-33
• 3.2.2 TDOA测距33-34
• 3.2.3 AOA测距34
• 3.3 传统的基于测距定位算法34-37
• 3.3.1 四边定位算法34-35
• 3.3.2 极大似然估计法35-37
• 3.4 基于测距的智能定位方法37-40
• 3.4.1 遗传算法37-38
• 3.4.2 粒子群算法38-40
• 3.5 本文所采用的测距方式以及定位算法40-45
• 3.5.1 RSSI测距算法40-41
• 3.5.2 数据的统计加权处理41-42
• 3.5.3 萤火虫算法42-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 实验过程及结果分析46-57
• 4.1 测距实验及结果分析46-49
• 4.2 定位实验及仿真分析49-55
• 4.2.1 定位实验设计49-51
• 4.2.2 定位结果分析51-53
• 4.2.3 定位结果对比及分析53-55
• 4.3 误差分析及校正55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-64
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果64-65
• 致谢65

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本文编号：1099680