無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，微機(jī)電系統(tǒng)、無線通信和數(shù)字電子技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了具有低功耗、低成本與多功能特點(diǎn)的微型傳感器制造技術(shù)的發(fā)展。大量具有傳感單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信單元的傳感器節(jié)點(diǎn)引發(fā)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念，即將大量的傳感器密集地散布在感知區(qū)域，傳感器間以自組織的方式構(gòu)成無線通信網(wǎng)絡(luò)，有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息的采集、處理和傳輸。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在國防軍事、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑和結(jié)構(gòu)監(jiān)測及反恐抗災(zāi)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 節(jié)點(diǎn)的定位技術(shù)是傳

2、感器網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)之一。無線傳感器節(jié)點(diǎn)由于受到功耗、成本、體積等因素的限制，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)提出了新的要求和挑戰(zhàn)，在滿足精度的前提下還要求定位算法必須是易實(shí)現(xiàn)、低復(fù)雜性、低能耗的。本文就無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)展開深入探討和研究，主要工作包括以下幾個部分： 1、論文在查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)、發(fā)展歷程以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了綜述，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的實(shí)現(xiàn)思路。

3、2、研究了與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，介紹了定位算法的性能評價指標(biāo)。重點(diǎn)研究現(xiàn)有較為成熟的定位算法，并按各類算法的特性進(jìn)行分類討論； 3、研究傳統(tǒng)的蒙特卡羅定位算法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了算法的改進(jìn)，提出了精準(zhǔn)蒙特卡羅定位算法，修改了經(jīng)典蒙特卡羅定位算法的節(jié)點(diǎn)運(yùn)動模型、運(yùn)動預(yù)測算法、節(jié)點(diǎn)位置選取約束條件和濾波算法，提高了定位算法的定位精度。同時，對于所提出的算法進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的討論；

4、 4、為了進(jìn)一步驗(yàn)證定位算法的有效性和實(shí)用性，同時針對國內(nèi)目前在無線傳感器節(jié)點(diǎn)方面的匱乏，設(shè)計(jì)了無線傳感器節(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)采用Atmel公司的ATmega128L微處理器和Chipcon公司的CC2420射頻通信芯片。給出了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法，并在設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)節(jié)點(diǎn)上移植了ZigBee協(xié)議，并對算法進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，最后對定位算法做了實(shí)地測驗(yàn)。 5、最后，對全文進(jìn)行總結(jié)，并對進(jìn)一步的研究提出一些展望。