基于无线传感器网络的室内目标定位系统研究
发布时间：2021-09-12 10:32
精确的室内目标定位是目前众多室内应用项目的核心基础,但室内定位环境存在障碍物多,干扰源多等制约因素,使得定位系统建模难度高,通用性和时效性较差。针对室内定位环境的多样性,借助无线传感器网络在布设和组网机制等方面的优势,部署室内信标,与携带无线信号发射装置的移动目标通信组网,将室内目标定位模型划分为RSSI距离估计、目标位置初始化及目标位置优化三个模块,采用理论分析结合仿真实验的研究方法,对其中的关键技术与算法展开深入研究。本文主要贡献如下：1.在RSSI距离估计模块提出引入以既有信标组织控制网映射反算经验模型中环境因子数据的策略,实现环境因子实时修正。这一策略可提高距离估计值的精度与现时性,突破以往室内距离估计方案中对环境影响因素的经验化与固态化设定,逼近真实环境状态,是本研究在室内距离精确估计解决思路层面的创新之处。2.提出在获得目标初始位置的基础上增加牛顿迭代法优化步骤,将定位问题建模为非线性方程组求最优解的问题,并将未知节点与信标之间的距离估计值与未知节点坐标同时列为方程组的未知数进行求解。这一策略可同时对未知节点坐标与距离估值进行优化,是本研究在算法建模层面的创新之处。本文的研...
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１无线传感器网络体系结构??
?Ａ??结束??图２．?３瞄ＳＩ測距流程??Ｆｉｇ?２．３?Ｒａｎｇｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＲＳＳｌ??在运用ＲＳＳＩ测距技术进行室内定位时，关键在于将信标节点的信号强度值转化为??信标节点与未知节点的距离值。信号强度与距离的转换方式主要有两种：??ａ）经验模型。通过实际检测，测量不同ＲＳＳＩ值对应的实际距离，建立实际距离与??信号衰减值的对应表，在定位时通过对比信号强度值来得到节点距离。该方法可Ｗ通过??多次测量的方式提高测距精度，但是需要花费较多的精为，特别是在应用环境发生变化??时需要重新对数据进行测量。??（２）理论模型。不同于经验模型的大量实际测量，理论模型只需测量参考距离的信??号衰减强度确定理论模型的参数，再通过信号传输时ＲＳＳＩ的值与传输距离之间的关系??公式计算节点之间的距离。相较于经验模型，该方法的精度相对较低，但是在网络的部??署与维护上更加便捷
？Ｙｄ］?［２柄－Ｘｃ）?２（机－托）ｊ?為－相＋?－托２?＋扣－媒??（２）?Ｈ角形质也算法??如图２．５所示，Ｄ为未知节点，Ａ、Ｂ、ＣＨ个节点为信标节点，未知节点到信标节??点的距离分别为由于所测得的节点距离会比实际距离大，对于每一个信标??节点Ｗ其位置为圆也，其与未知节点之间的距离为半径，可绘制兰个存在重叠区域的??圆，Ｈ个圆重叠区域的Ｈ个交点围成一个Ｈ角形，Ｈ角形的质也就作为未知节点的估计??位置。圆形方程组：??ｊＶＯｅ?＿?Ｘａ）２?＋?（托一庇）２?＾?Ｒａ??ｊ?ＶＯｅ?—种）２?＋?（把一州）２?＝?（２－６）??Ｗ?（Ｘｅ?－?Ｘ＾ｙ?＋?（ｙｅ?－?ＹｃＹ?＝?Ｒｃ??可求得Ｈ个交点?Ｅ、Ｆ、Ｇ?的坐标〇ｅ，ｙｅ），（Ｘ／，ｙ／），（）：ｇ，ｙ０）。??未知节点Ｄ的估计位置为：??（如?ｙｄ）二（四产些Ｐ）?（２－７）??图２．５?Ｈ角形质也算法??Ｆｉｇ?２．５?Ｔｒｉａｎｇｌｅ?ｃｅｎｔｒｏｉｄ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RSSI的改进四边测距机器人定位算法[J]. 谢朦,陈志梅,邵雪卷. 太原科技大学学报. 2015(01)
[2]无线传感器网络中基于RSSI的质心定位算法研究[J]. 周林,张厚望. 现代电子技术. 2015(01)
[3]基于RSSI测距的无线传感器网络定位算法[J]. 吴君钦,卢陶. 微电子学与计算机. 2014(05)
[4]基于RSSI的三角形质心定位算法的优化策略[J]. 郭瑞,马寅飞. 微电子学与计算机. 2014(03)
[5]基于RSSI的室内定位算法优化技术[J]. 张苍松,郭军,崔娇,尚军. 计算机工程与应用. 2015(03)
[6]无线传感器网络质心算法的最佳通信半径[J]. 宫娜娜,王缓缓. 计算机仿真. 2013(05)
[7]基于Amorphous的无线传感器网络定位算法研究[J]. 安文秀,赵菊敏,李灯熬. 传感器与微系统. 2013(02)
[8]矿井无线传感器自适应低能耗MAC协议[J]. 李鉴,黄义定. 仪表技术与传感器. 2012(05)
[9]基于最小二乘法的RSSI测距环境参数修正方案[J]. 杜亚江,高立兵. 计算机系统应用. 2012(02)
[10]一种面向物联网的无线传感器网络优化部署策略(英文)[J]. 刘强,黄小红,冷延鹏,李龙江,毛玉明. 中国通信. 2011(08)
博士论文
[1]面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究[D]. 张伟.浙江大学 2013
硕士论文
[1]无线传感器网络抗毁性的研究[D]. 王鑫.西安电子科技大学 2013
[2]基于RSSI的无线传感器网络室内定位研究[D]. 冯爱丽.太原科技大学 2012
本文编号：3394067
【文章来源】：上海应用技术大学上海市
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１无线传感器网络体系结构??
?Ａ??结束??图２．?３瞄ＳＩ測距流程??Ｆｉｇ?２．３?Ｒａｎｇｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ＲＳＳｌ??在运用ＲＳＳＩ测距技术进行室内定位时，关键在于将信标节点的信号强度值转化为??信标节点与未知节点的距离值。信号强度与距离的转换方式主要有两种：??ａ）经验模型。通过实际检测，测量不同ＲＳＳＩ值对应的实际距离，建立实际距离与??信号衰减值的对应表，在定位时通过对比信号强度值来得到节点距离。该方法可Ｗ通过??多次测量的方式提高测距精度，但是需要花费较多的精为，特别是在应用环境发生变化??时需要重新对数据进行测量。??（２）理论模型。不同于经验模型的大量实际测量，理论模型只需测量参考距离的信??号衰减强度确定理论模型的参数，再通过信号传输时ＲＳＳＩ的值与传输距离之间的关系??公式计算节点之间的距离。相较于经验模型，该方法的精度相对较低，但是在网络的部??署与维护上更加便捷
？Ｙｄ］?［２柄－Ｘｃ）?２（机－托）ｊ?為－相＋?－托２?＋扣－媒??（２）?Ｈ角形质也算法??如图２．５所示，Ｄ为未知节点，Ａ、Ｂ、ＣＨ个节点为信标节点，未知节点到信标节??点的距离分别为由于所测得的节点距离会比实际距离大，对于每一个信标??节点Ｗ其位置为圆也，其与未知节点之间的距离为半径，可绘制兰个存在重叠区域的??圆，Ｈ个圆重叠区域的Ｈ个交点围成一个Ｈ角形，Ｈ角形的质也就作为未知节点的估计??位置。圆形方程组：??ｊＶＯｅ?＿?Ｘａ）２?＋?（托一庇）２?＾?Ｒａ??ｊ?ＶＯｅ?—种）２?＋?（把一州）２?＝?（２－６）??Ｗ?（Ｘｅ?－?Ｘ＾ｙ?＋?（ｙｅ?－?ＹｃＹ?＝?Ｒｃ??可求得Ｈ个交点?Ｅ、Ｆ、Ｇ?的坐标〇ｅ，ｙｅ），（Ｘ／，ｙ／），（）：ｇ，ｙ０）。??未知节点Ｄ的估计位置为：??（如?ｙｄ）二（四产些Ｐ）?（２－７）??图２．５?Ｈ角形质也算法??Ｆｉｇ?２．５?Ｔｒｉａｎｇｌｅ?ｃｅｎｔｒｏｉｄ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于RSSI的改进四边测距机器人定位算法[J]. 谢朦,陈志梅,邵雪卷. 太原科技大学学报. 2015(01)
[2]无线传感器网络中基于RSSI的质心定位算法研究[J]. 周林,张厚望. 现代电子技术. 2015(01)
[3]基于RSSI测距的无线传感器网络定位算法[J]. 吴君钦,卢陶. 微电子学与计算机. 2014(05)
[4]基于RSSI的三角形质心定位算法的优化策略[J]. 郭瑞,马寅飞. 微电子学与计算机. 2014(03)
[5]基于RSSI的室内定位算法优化技术[J]. 张苍松,郭军,崔娇,尚军. 计算机工程与应用. 2015(03)
[6]无线传感器网络质心算法的最佳通信半径[J]. 宫娜娜,王缓缓. 计算机仿真. 2013(05)
[7]基于Amorphous的无线传感器网络定位算法研究[J]. 安文秀,赵菊敏,李灯熬. 传感器与微系统. 2013(02)
[8]矿井无线传感器自适应低能耗MAC协议[J]. 李鉴,黄义定. 仪表技术与传感器. 2012(05)
[9]基于最小二乘法的RSSI测距环境参数修正方案[J]. 杜亚江,高立兵. 计算机系统应用. 2012(02)
[10]一种面向物联网的无线传感器网络优化部署策略(英文)[J]. 刘强,黄小红,冷延鹏,李龙江,毛玉明. 中国通信. 2011(08)
博士论文
[1]面向精细农业的无线传感器网络关键技术研究[D]. 张伟.浙江大学 2013
硕士论文
[1]无线传感器网络抗毁性的研究[D]. 王鑫.西安电子科技大学 2013
[2]基于RSSI的无线传感器网络室内定位研究[D]. 冯爱丽.太原科技大学 2012
本文编号：3394067
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