基于无人机辅助的无线传感器网络通信研究

发布时间：2022-04-27 22:35

　　随着物联网发展,无线传感网作为大数据采集的重要手段,已成为其重要组成部分。但在复杂场景下,由于节点间的障碍,导致传感网节点的定位和通信受到严重的制约。随着小型无人机的发展,无人机与传感网结合的研究,越来越热门,尤其是在无线传感网应急通信领域,无人机可以发挥重大的作用。本文以无人机辅助无线传感网通信为中心,从以下几个方面展开工作:（1）在复杂3D场景下,对无人机辅助无线传感器网络节点定位进行了研究,主要分为基于RSSI多边定位和无人机动态路径规划算法RT-TF（Real-Time Topology-Free）两部分。通过与Linear,Spiral和LMAT三大路径算法的比较,表明了无人机辅助节点定位的方案,能够克服传统定位在复杂场景下的缺点,且本文提出的RT-TF算法相比Linear、Spiral、LMAT路径规划算法定位到所有的盲节点的总平均步数分别降低了 62.22%、27.88%、46.46%,算法鲁棒性也达到了近90%。（2）无人机辅助无线传感器节点组建自组网的研究,基于区域分割模式选择、剩余能量和节点间平均距离改进k-means聚类。实现由无人机计算分簇,并进行广播,辅助地面... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意义
    1.3 国内外研究现状及发展趋势
    1.4 研究内容与章节
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 本文章节安排
第2章 基于无人机辅助的传感网节点定位算法
    2.1 3D无线传感网定位技术的发展
    2.2 基于RSSI多边定位算法
    2.3 无人机动态路径规划算法(RT-TF)
        2.3.1 候选方向准备阶段
        2.3.2 获胜者选择阶段
        2.3.3 容错回滚阶段
    2.4 仿真模拟与结果分析
        2.4.1 3D场景部署模拟
        2.4.2 现有算法比较
        2.4.3 算法性能评估
    2.5 本章小结
第3章 无人机辅助无线传感网节点构建自组网
    3.1 引言
    3.2 相关技术介绍
        3.2.1 聚类算法的比较
        3.2.2 无线传感器网络路由协议
    3.3 基于无人机辅助下的分簇通信算法
        3.3.1 簇形成阶段
        3.3.2 簇头选择阶段
        3.3.3 无人机收集簇信息阶段
    3.4 仿真实验及结果分析
    3.5 本章小结
第4章 基于无人机辅助下的无线传感网可视化分析系统
    4.1 相关开发技术
        4.1.1 系统开发模式
        4.1.2 系统开发技术
    4.2 数据库设计
    4.3 系统功能模块
        4.3.1 数据解析存储模块
        4.3.2 数据分析决策模块
        4.3.3 数据可视化模块
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录
详细摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]国家政策:技术与市场经济的融合——以中国民用无人机技术发展为个案研究[J]. 宋琳,刘昭.  北京科技大学学报(社会科学版). 2016(05)
[2]基于静态分簇的LEACH算法改进研究[J]. 韩涛,李训铭.  电子设计工程. 2014(06)
[3]四种聚类方法之比较[J]. 冯晓蒲,张铁峰.  微型机与应用. 2010(16)
[4]FCM聚类算法与改进层次聚类算法的结合[J]. 陈亚平,吴陈.  科学技术与工程. 2009(17)
[5]应用无人机实现地面无线传感器网络通信中继的探讨[J]. 郑锴,童利标,陆文骏.  现代电子技术. 2007(23)

硕士论文
[1]多巡飞弹区域覆盖航迹规划研究[D]. 都业宏.北京理工大学 2016
[2]UAV-WSN系统MAC协议及UAV的路径规划研究[D]. 李罕上.哈尔滨工业大学 2014
[3]无线传感器网络极大生命周期路由研究[D]. 李硕.苏州大学 2012



本文编号：3649281