无线传感网中距离相关加权定位算法分析研究

发布时间：2019-11-01 18:48

【摘要】：随着我国煤矿产业的大力发展,煤矿井下人员的安全问题受到了越来越广泛的重视,各种针对煤矿井下定位系统的研究也接踵而至。随着现代电子通信技术的飞速发展,建立更加稳健且有效的井下定位跟踪系统对我国矿井安全生产有着非常重大的意义。近年来,国内外学者对无线传感器网络及其定位应用的研究越来越深入,这项技术拥有着广阔的发展前景。在无线传感器网络中,节点定位则是一项关键技术,获得节点的位置信息是无线传感器网络的基本要求。本文通过对以往定位算法的研究分析,发现了以往的研究还不能完全符合井下定位的特殊情况,于是本文在分析了煤矿井下定位系统的特殊要求后,设计出了一种符合井下情况的定位算法。本文根据对与距离有关以及与距离无关的定位算法的研究,探讨了质心定位算法和RSSI(Received Signal Strength Indication)算法相结合的优势,引导出了对结合后的算法加权可以使算法精度提高的思想。同时本文发现了节点间距离对算法精度有着很重要的影响,本文通过对RSSI及其传播损耗模型进行了分析研究,发现了影响RSSI值,也就是节点间测量距离的因素,于是我们结合RSSI测距提出了一种优化的加权因子,这种优化的加权因子可以充分体现出在定位过程中,RSSI值大的节点在定位中起到主要作用的特点,本文通过以上研究推导出了WCBD(Weighted Centroid Based on Distence)定位算法。经过理论分析,证明了WCBD算法精度比以往算法有明显的提高,还具备一定的自适应性,比以往算法更符合对井下定位算法的要求。最后,本文通过仿真分析,将WCBD算法与另外两种算法作对比。仿真结果验证了本文所提WCBD算法的定位精度高,误差收敛速度快的特性。然后本文选择了一个真实应用场景对WCBD算法进行现场测试,测试结果表明,WCBD算法比另外两种算法更符合对矿井下定位算法的要求,证明了WCBD算法有很大的实际应用价值,可以被推广使用。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9

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