基于測距的無線傳感器網絡節(jié)點設計及定位技術研究.pdf

1、無線傳感器網絡是涉及多學科交叉、備受國際關注的前沿高端科技,也是21世紀最熱門的研究領域之一。無線傳感器網絡具有網絡自愈能力強、網絡規(guī)模大、覆蓋區(qū)域廣、網絡自組織功能等優(yōu)點,在農業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療等各行各業(yè)有著廣泛的應用并收到了良好的效益?；跍y距的無線傳感器網絡定位技術有著較高的定位精度,對它的研究有著重大的理論和實際意義,已成為定位技術中的研究熱點。
　　 由于傳統(tǒng)的無線傳感器網絡節(jié)點能耗大、成本高,而且大多都工作在惡劣的環(huán)境中

2、,這對無線傳感器網絡的大規(guī)模部署和節(jié)點的使用壽命提出了嚴峻挑戰(zhàn)。同時,在大規(guī)模的無線傳感器網絡中,如何在保證定位精度的前提下,利用最少的錨節(jié)點來實現(xiàn)節(jié)點的定位也是一個值得研究的問題。針對以上問題,本文在查閱大量國內外文獻的基礎上,設計了一款功耗低、體積小、成本低,而且具有一定環(huán)境抗毀能力的無線傳感器網絡節(jié)點。同時,在深入研究通用型定位算法的基礎上,對其進行改進,并用Matlab進行實驗仿真,驗證了算法性能的提高。最后將本文設計的無線傳感

3、器網絡節(jié)點應用于環(huán)境應急車上,取得了預期的效果。本文的主要工作和成果如下:
　　 1.針對傳統(tǒng)無線傳感器網絡節(jié)點存在的不足,完成了無線傳感器網絡節(jié)點的硬件設計,使其具有體積小、功耗低、成本低的特點和一定的環(huán)境抗毀能力。在軟件上,使用C語言結合Keil C和XBee-PRO芯片協(xié)議規(guī)則實現(xiàn)了節(jié)點和上位機、節(jié)點間以及節(jié)點和儀表之間的通信。
　　 2.在深入研究無線傳感器網絡定位技術的基礎上,對通用型定位算法進行了適當的改進,

4、提高了升級的錨節(jié)點的定位精度,降低了下一階段未知節(jié)點升級為錨節(jié)點的誤差累積,并在Matlab軟件上進行仿真,和改進前的通用型定位算法相比,在平均定位精度上有了一定的提高。
　　 3.將設計的無線傳感器網絡節(jié)點應用于環(huán)境應急車中,節(jié)點的小體積可以方便攜帶,方便部署,節(jié)點的低成本可以實現(xiàn)節(jié)點的大范圍部署,節(jié)點的低功耗和環(huán)境抗毀能力大大延長了節(jié)點的使用壽命。同時,無線傳感器網絡定位技術也有助于構建污染物擴散模型。
　　 最后,