三维无线传感网混合定位算法的研究

发布时间：2017-10-08 20:13

  本文关键词：三维无线传感网混合定位算法的研究

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【摘要】：物体位置信息的获取是当前众多无线传感器网络应用的关键。通过位置感知,人们在应用场景中明确“在什么区域或什么位置上发生了什么相应的事件”,进而针对不同应用采取相应措施,使感知信息为人类社会发挥其内在的实用价值。目前,通过利用不同的定位技术,许多定位算法和相关的系统已被提出,并被应用于在无线传感网中实现精准实用的节点定位。但是,针对当前的无线传感器网络定位领域,现今已提出的大多数算法几乎都是基于二维平面,而在实际应用中,情况却要比二维平面环境复杂得多,传统的二维定位算法无法适用于复杂的三维环境。针对三维大规模网络节点定位的问题,本文通过查阅近几年来关于三维网络定位的大量文献资料,并进行了仔细的研究分析,针对其中仍旧存在的一些问题,提出了新的解决思路和方法。本文的主要贡献与创新有:(1)针对三维无线传感器网定位算法的研究现状,本文调研分析现有三维无线传感网定位方法,分析其技术特点、并指出其优缺点。(2)基于虚拟骨干网的实现思想,提出构建无线传感网最大独立集MIS的算法以及基于MIS的信标节点配置算法,并通过定位结果分析了信标节点对定位算法所产生的影响。(3)提出基于MIS的混合定位算法3D-RDH,通过信标节点合理地配置、合适通信传播模型的选定、RSSI测距辅助修正节点间跳数距离,从而实现定位。(4)3D-RDH定位算法的仿真实现,实验结果表明了3D-RDH定位算法在定位精度上明显优于三维非测距方法3D-DV-HOP和3D-Centroid定位算法。(5)在3D-RDH定位算法研究结果分析的基础上,提出三维分布式混合定位算法。针对3D-RDH仍存在的不足和局限性,提出三维分布式混合定位算法的解决方案思路,为3D-RDH算法在三维空间定位领域的进一步拓展提供理论基础。
【关键词】：三维定位 无线传感网 最大独立集 混合定位
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状和发展趋势11-13
• 1.3 研究内容13-14
• 1.4 论文组织结构14-16
• 第2章 三维无线传感网定位技术16-28
• 2.1 无线传感网定位技术分类16-24
• 2.1.1 直接测距定位法16-18
• 2.1.2 基于网络拓扑定位法18-23
• 2.1.3 依靠大规模节点群定位法23-24
• 2.2 经典三维无线传感网定位方法24-27
• 2.2.1 三维集中式定位方法24-25
• 2.2.2 三维分布式定位方法25-27
• 2.3 三维无线传感网定位算法研究现状分析27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 基于MIS的混合定位算法28-40
• 3.1 MIS概述28-30
• 3.1.1 虚拟骨干网与三维传感网SSG模型28-29
• 3.1.2 最大独立集MIS29-30
• 3.2 基于MIS的信标节点配置策略30-34
• 3.2.1 MIS构建算法30-33
• 3.2.2 信标节点配置算法33-34
• 3.3 基于RSSI辅助的跳距修正34-37
• 3.3.1 一跳跳距修正34-36
• 3.3.2 多跳跳距修正36-37
• 3.4 基于MIS的混合定位算法步骤37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 基于MIS的混合定位方法的实现40-49
• 4.1 实验环境及结果量化标准40
• 4.2 实验设计40-45
• 4.2.1 实验步骤概述40-41
• 4.2.2 基于MIS的信标节点配置41-42
• 4.2.3 通信模型的选定42-44
• 4.2.4 计算未知节点的坐标44-45
• 4.3 仿真结果分析45-48
• 4.3.1 信标节点个数与定位精度46-47
• 4.3.2 网络连通度与定位精度47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 第5章 分布式混合定位算法49-54
• 5.1 基于MIS的混合定位算法结果分析49-51
• 5.1.1 算法仍存在的不足49-50
• 5.1.2 算法的存限性50-51
• 5.2 分布式混合定位算法的设计思路51-54
• 第6章 总结与展望54-56
• 6.1 全文总结54-55
• 6.2 研究展望55-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-62
• 附录62-63
• 详细摘要63-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 王勇;胡良梁;袁巢燕;;基于密度分簇的无线传感器网络定位算法[J];电子科技大学学报;2013年03期

2 王瑞锦;秦志光;包红来;王聪;;基于三角划分的复杂3D山体表面定位算法[J];计算机应用研究;2013年09期

3 宁焕生;徐群玉;;全球物联网发展及中国物联网建设若干思考[J];电子学报;2010年11期

4 刘云浩;杨铮;王小平;简丽荣;;Location,Localization,and Localizability[J];Journal of Computer Science & Technology;2010年02期

5 刘玉恒;蒲菊华;赫阳;熊璋;;无线传感器网络三维自身定位方法[J];北京航空航天大学学报;2008年06期

6 王金鑫;赖旭芝;吴敏;Simon X.Yang;;基于遗传算法的三维无线传感器网络定位新算法[J];高技术通讯;2008年06期

7 张翰;刘锋;;无线传感器网络基于凸规划的改进定位算法:Convex-PIT[J];传感技术学报;2007年05期

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本文编号：996020