基于混合滤波算法的无线传感网络定位系统的研究

发布时间：2017-09-19 18:18

  本文关键词：基于混合滤波算法的无线传感网络定位系统的研究

  更多相关文章： 无线传感器网络 定位技术 混合滤波 三角质心定位算法 应用软件

【摘要】：无线传感器网络技术一直以来都是科技领域的前沿课题之一,二十一世纪以来,更是得到了大幅度的发展和进步。由于其中关联了许多其他领域的技术,近年来这些领域技术的进步,也间接推动了无线传感器网络的技术不断创新。这项技术越来越受到重视,也更多地应用到社会各个层面中。这其中,基于无线传感器网络的无线传感器定位技术就是应用广泛的技术之一。一直以来,该技术的发展目标是提高精确性,减少工作开销,并且降低成本。本文在研究了无线传感器网络定位基本理论的基础上,提出了一种基于RSSI测距定位算法的无线传感器网络定位算法,并且将该系统与上位机软件相结合,组成一套较为完整的定位系统。在开始定位工作前,本文先依据一种无线信道模型,结合实际测量数据,确定模型中的定位参数A值和n值。该系统开始工作时,先利用CC2530构成无线传感网络节点,采集接收到的信号强度数值,这些信息会通过串口实时地传输到上位机的定位软件。定位软件搭载了一种融合了均值滤波、高斯滤波、卡尔曼滤波和线性插值的混合滤波算法,利用该处理这些数据,得到一个较为精确可靠的结果,再代入无线信道模型中,将信号强度值转换为所需求的节点间距离,最后利用三角质心定位算法,计算出未知节点的位置坐标。依照所得位置坐标,未知节点的移动情况会绘制在定位软件上。上述的混合滤波算法会用Matlab软件进行仿真,以此验证该算法对于精确度的提高。软件部分会给出实际测试图像。通过Mtalab仿真,本文提出的算法融合了各个算法的优点,对于实际应用中的外部干扰有较强的抵抗能力,相较于其他定位算法在精确度上有很大提高,存在着继续研究的价值。
【关键词】：无线传感器网络 定位技术 混合滤波 三角质心定位算法 应用软件
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 一 绪论10-19
• 1.1 课题研究背景10-15
• 1.1.1 无线传感器网络概述10-12
• 1.1.2 无线传感器网络发展现状12-14
• 1.1.3 无线传感器网络应用领域14-15
• 1.2 无线传感器网络定位技术15-19
• 1.2.1 无线传感器网络定位技术概述15
• 1.2.2 无线传感器网络定位技术的应用15-17
• 1.2.3 无线传感器网络定位技术面临的问题17-19
• 二 定位方法理论基础19-29
• 2.1 定位方法基本概念19-20
• 2.2 定位系统和定位算法性能指标20-21
• 2.3 定位算法的分类21-23
• 2.3.1 基于测距与非基于测距的定位算法21-22
• 2.3.2 绝对定位和相对定位22
• 2.3.3 物理定位和符号定位22
• 2.3.4 集中式计算与分布式计算22-23
• 2.4 定位算法介绍23-29
• 2.4.1 基于距离测量的节点定位算法23-25
• 2.4.2 基于无距离测量的节点定位算法25-29
• 三 滤波方法选择及优化29-37
• 3.1 RSSI测距原理分析29-30
• 3.2 混合滤波优化RSSI值30-33
• 3.2.1 均值滤波30
• 3.2.2 高斯滤波30-31
• 3.2.3 卡尔曼滤波31-32
• 3.2.4 线性插值法32
• 3.2.5 混合滤波32-33
• 3.3 加权质心定位算法33-35
• 3.4 混合滤波的仿真35-37
• 四 数据模拟仿真及系统平台测试37-53
• 4.1 数据仿真37-45
• 4.1.1 硬件定位环境37-38
• 4.1.2 仿真模型建立38-39
• 4.1.3 定位系统模型参数的选取39-41
• 4.1.4 滤波仿真结果41-45
• 4.2 定位系统的设计与实现45-53
• 4.2.1 软件开发概述45-46
• 4.2.2 软件开发及编译46-53
• 五 总结与展望53-55
• 5.1 工作总结53
• 5.2 未来展望53-55
• 致谢55-56
• 参考文献56-59
• 附录59

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9 ;坚固的无线传感器网络适合苛刻的工业环境[J];电子设计技术;2006年09期

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2 程时端;;传感器网络[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2004年年会论文集[C];2004年

3 杨曼;;无线传感器网络对抗[A];四川省电子学会情报专业委员会学术交流会论文集[C];2006年

4 阚凤龙;徐自文;陈楠;左传文;;无线传感器网络的应用及其发展研究[A];第九届沈阳科学学术年会论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2012年

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1 罗清岳;让无线传感器网络走入生活[N];电子资讯时报;2007年

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3 美国专利律师 谭文晔　薛之扬;无线传感器网络技术专利分析[N];科技日报;2010年

4 本报记者 赵建国;无线传感器网络改变未来世界[N];中国知识产权报;2011年

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本文编号：883182