文档介绍：东南大学
硕士学位论文
无线传感器网络节点定位算法的研究与设计
姓名:王磊
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:黄东
20090301
摘要关键词:无线传感器网络,节点定位,局部点,泛洪算法随着嵌入式计算、无线通信、分布式信息处理和微电子机械系统等技术的快速发展,具无线传感器网络由大量靠无线和多跳方式通信的智能传感器节点构成,这些传感器节点在布设时采在传感器网络中,传感器节点的自身定位是各种应用的前提和基础。定位都只局限于二维平面的情况,在抗损毁性、扩展性、成本等诸多方面存在很大局限性。本论文针对军用无线传感器网络节点定位,提出了一种面向三维空间的不基于导标节点或ㄎ坏耐耆宰橹节点自身定位算法。这种算法以实现单跳通信范围的局部相对定位为基础,再经由泛洪扩展到全网,把节点的相对位置方便地转化成为全网范围ú拷诘懔ㄇ蚰的绝对位置。局部定位是全网定位的基础,同时在单跳范围内,它可以作为一个独立的系统工作。该算法首先在三维空间中传感器节点的单跳通信范围内,利用节点间无线通信信号估算节点间的距离,再利用空间几何理论和三角函数选择空间四个不共面的节点建立起三维坐标系,为单跳范围内的其它节点实现局部定位。本文提出并验证了最简连通图算法、三维局部坐标系建立算法和局部点定位算法。通过仿真,验证全网定位是局部定位在多跳传感器网络中的扩展。本文把多跳网络看作由若干单跳网组成,结合局部定位与有条件的泛洪,把定位区域逐渐扩大至全网,并利用坐标变换统一全网坐标系。本文提出了集中式和分布式两种全网定位算法,并提出边界局部点泛洪算法,以及坐标变换算法,解决了多跳传感器网络中节点的三维定位问题。通过仿真,研究比较了泛洪算法的性能和全网定位的精度。有感知、收集、数据处理和无线通信能力的无线传感器网络技术逐渐兴起,在军事、工业、民用等领域有巨大的应用价值和前景。取随机投放的方式,大多数的位置不能事先确定。对于很多应用,特别是对于军事应用中的战场信息侦测,目标位置信息对于我方发现和攻击具有重大意义,缺失位置信息的侦测信息将是毫无意义的。因此,现有的无线传感器网络节点定位大多依赖于ㄎ幌低场⒌急杲诘慊蚧镜雀ㄖ低车牟斡耄了算法的有效性,并研究了影响定位精度的因素。
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英文术语注释表搿:叮翰欢ㄐ退惴:有条件的泛洪篈系列算法中的欧几里德算法:节点定位膔:无线通信范围篠的缩写,即无基础设施的移动无线网络的相对自定位算法鹤宰橹嗵网络·的缩写,是松散耦合同时基于测距的自组织迭代定位系统乃跣矗吹酱锝嵌篈的缩写,是利用距离向量路由和ㄎ坏乃枷虢⒌囊幌盗蟹植际定位算法的总称:导标节点鹤罴蛄ㄍ:边界节点的缩写,即本地定位系统篗乃跣矗炊辔ū昙际:乃跣矗次⑿突缦低:多跳的的缩写,即最佳三角形内点测试法理论航邮招藕徘慷戎甘:单跳的的缩写,即片上系统:立体几何募虺疲吹酱锸奔洳旱匦甒:三维无线传感器网络乃跣矗吹酱锸奔:三角法,三角函数理论翰还裁娴慕诘术语注释表篈篜篠:篢篖,
导师签名:董左,掌冢憾东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任研究生签名:内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布ㄒ缘缱有畔⑿问娇授权东南大学研究生院办理。本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ㄒ缘缱有畔⑿问娇论文的全部
,节点可以测量所在周边环境中的热、红外、水文、雷达波、地震波等信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多部署者感W魑J葜凶U荆诘愠送瓿刹杉挝裢猓挂=邮樟诰咏诘愕氖荩渥7⒏盖,即任一节点发出的信号都可被所有其它节点接收到,该网络称为单跳网;若网络中至少存在两个节点不在彼此的通信范围内,必须通过其它节点实现通信的中继,该网络称为多跳无线传感器网络在环境、健康、家庭和其他商业领域有广阔的应用前景,在军事、空间探索和救灾纳监测的大规模传感器网络,也有监测地面物体的小型传感器网络。现代传感器网络应用中,通过飞机无线传感器网络,是微机电系统琈.⑵舷低琒臀尴咄ㄐ偶际醺叨燃