WSN中基于氣體擴散模型的氣體源點定位研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于具有組網(wǎng)成本低、節(jié)點可隨機散布在目標(biāo)區(qū)域、覆蓋區(qū)域廣、能耗低及工作時間長等特點,近來在軍事、民用等相關(guān)領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。借助無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)氣體源點定位的研究目的是尋找有效且精確的定位方案,及時對監(jiān)測區(qū)域做出預(yù)警。其研究成果可廣泛應(yīng)用于火災(zāi)早期監(jiān)測、毒氣擴散、易燃易爆氣體泄漏、氣態(tài)生化劑傳播等場合。
　　本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的氣體源點定位問題,具體展開了如下幾個方面的研究工作:
　　首先對無線

2、傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、特點、傳感器節(jié)點的組成、WSN體系結(jié)構(gòu)和主要應(yīng)用領(lǐng)域進行了概述,總結(jié)了當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于氣體源點定位的研究現(xiàn)狀及研究意義,引出課題的難點。
　　其次對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的基本原理及類型進行了闡述,按照基于測距和非測距的分類標(biāo)準(zhǔn),著重討論并分析了常見的幾種經(jīng)典定位算法。同時針對氣體源點定位的特點,介紹了一些常用的氣體擴散模型,并在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了適合于各種風(fēng)向的氣體擴散模型的通用表達式。
　　然后以

3、有風(fēng)時氣體濃度衰減模型為基礎(chǔ),構(gòu)建了源點定位模型,并結(jié)合當(dāng)前的智能優(yōu)化算法和傳感器節(jié)點在監(jiān)測場中的分布特性,提出了兩種集中式的氣體源點定位算法——基于力導(dǎo)向量子粒子群優(yōu)化的氣體源點定位算法和基于加權(quán)距離差法的氣體源點定位算法。并通過實驗仿真驗證了算法在不同條件下的可行性。
　　最后針對集中式計算存在的一些問題,引入了分布式計算的思想,并分析了分布式計算的特點?？紤]到用于定位的目標(biāo)函數(shù)非凸化,本文提出了一種基于分布式自適應(yīng)偏轉(zhuǎn)次梯度