无线传感器网络三维定位技术研究

发布时间：2021-11-03 04:00

　　无线传感器网络是21世纪跨越多个领域的综合性网络,由众多技术共同支撑。其中的节点定位技术是决定用户终端接收到可靠有效信息的关键技术,直接影响着整个网络的定位精度。目前,关于三维空间中节点定位算法的研究已经成为一种发展趋势。对现有的三维空间节点定位算法进行改进能够有效降低节点定位误差,提高节点定位精度。论文对三维空间中的节点定位算法进行了研究,以改善现阶段算法中所产生的定位误差和锚节点共面现象。论文主要研究内容和工作成果如下:1)通过研究3D-DV-Hop（three-Dimensional Distance Vector-Hop）定位算法,并在相关的改进定位算法基础之上,基于现有算法存在的不足,提出两种改进定位算法:一种为静态锚节点改进定位算法;一种为移动锚节点改进定位算法。2)针对三维空间中节点定位算法产生的定位误差,提出一种基于加权以及最小二乘曲线拟合的三维空间定位算法。该算法首先对节点初次定位后产生的定位误差进行误差加权处理,接着对处理后的未知节点坐标进行质心加权因子优化,最后使用最小二乘曲线拟合的方式对未知节点坐标位置进行进一步校正。仿真结果表明,该算法与3D-DV-Hop定位... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

无线传感器网络结构示意图

第2章无线传感器网络与定位技术概述5第2章无线传感器网络与定位技术概述2.1无线传感器网络概述2.1.1无线传感器网络结构三维空间中的无线传感器网络结构示意图如图2.1所示。图2.1无线传感器网络结构示意图WSN结构由四部分组成，他们分别是服务器（用户）、Internet（卫星）、汇集节点以及传感器节点[26]。在整个网络结构体系中，首先，在三维空间监测区域内，采用飞机抛洒或人工部署等方法随机分布大量传感器节点，大量传感器节点会以自组织的形式构成一个网络系统进行收集信息。其次，在监测区域内的传感器节点将收集到的信息进行整理并以多跳的方式将信息传输给汇集节点。再次，汇集节点将接收到的信息通过Internet（卫星）的方式发送给服务器（用户）。最后，由服务器（用户）将接收到的信息进行分析整合并向网络中分配新的监测任务。2.1.2传感器节点结构传感器节点一般由四大模块组合而成[27]，其四大模块组合结构图如图2.2所示。图2.2传感器节点的结构图

郎系姆⑺陀虢邮铡Ｄ芰抗└?？楦涸鸶??衅鹘诘阒械拇?衅髂？椤⑹?据处理模块以及无线通信模块进行提供能量，该模块的正常工作是整个传感器节点正常工作运行的前提条件。除此之外，传感器节点为了满足各个领域的不同需要，还可以额外添加一些模块，例如在对定位精度需求较高的系统中，为了完成需求，在基本的传感器节点上添加具有移动功能的模块，但在添加模块的同时不能以牺牲传感器节点体积孝功耗低以及成本低的特点为代价。2.1.3无线传感器网络协议栈无线传感器网络协议层划分规则类似于互联网协议划分规则，具体划分如图2.3所示。图2.3传感器网络协议栈图WSN根据网络体系特征划分，可划分为五个层次，各层协议栈的性能如下：1)物理层：物理层位于整个传感器网络协议栈的最下层，会直接影响到整个网络的传输质量和能耗等问题，此层主要负责接收信号的调制以及调制后信号的发送。2)数据链路层：为了有效地减小网络中能量损耗、多点冲突、节点移动等现象，数据链路层除了负责选择合适的网络介质访问控制方法（MAC）之外，还需要完成数据链路层的帧监测、差错校验等任务。3)网络层：网络层的工作任务为路由发现、路由维护、路由选择以及数据融合，进而完成监测区域内节点间的高效通讯。4)传输层：传输层主要是通过Internet（卫星）的方式将传感器网络内部数据与


本文编号：3473003