基于RSSI和APIT的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的改進(jìn)研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代號：學(xué)號：廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工程碩士)118452111304189基于RSSI和APIT的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的改進(jìn)研究常家銀指導(dǎo)教師姓名、職稱：郄旦苤副教授企業(yè)指導(dǎo)老師、職稱：翁塹高級工程虹學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：學(xué)生所屬學(xué)院：論文答辯日期：蒹2一摘要摘要近年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是最熱門的研究項(xiàng)目之一，能夠廣泛應(yīng)用在智能家居、工業(yè)自動(dòng)化、牲畜跟蹤、國防軍事、煤礦井下人員跟蹤、環(huán)境監(jiān)測及空間探索等眾

2、多領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)研究的幾個(gè)比較基本的問題包括：節(jié)點(diǎn)定位、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)融合、網(wǎng)絡(luò)布局、時(shí)間同步及嵌入式操作系統(tǒng)等，是一種全新的獲取信息和處理模式。其中，節(jié)點(diǎn)定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最基本最重要的一個(gè)方面。節(jié)點(diǎn)自身的位置信息不僅是監(jiān)測事件發(fā)生的位置或獲得其他重要信息的前提，也是提高路由效率、向管理者提供網(wǎng)絡(luò)的覆蓋質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲玫裙δ艿幕A(chǔ)，如果沒有事件發(fā)生的位置信息就沒有任何意義。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的資源和能量都很有限，這使得

3、節(jié)點(diǎn)的定位很困難。傳感器網(wǎng)絡(luò)的多樣性也決定了不存在適用于各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的通用定位算法。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，定位算法可以分為基于測距的定位算法和基于非測距的定位算法，基于測距的定位算法能夠?qū)崿F(xiàn)較精確的定位，但對硬件的要求較高，而基于非測距的定位算法對硬件的要求不高，但定位精度卻不足。論文通過將兩類定位算法結(jié)合的方式以兼顧兩類算法的不足，達(dá)到定位精度更高、性能更好的目的。首先，論文闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的研究意義、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及具體應(yīng)用

4、領(lǐng)域，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧及其涉及的關(guān)鍵技術(shù)等基本內(nèi)容。其次，在分析了如今比較主流的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法基本原理的基礎(chǔ)上，綜合論述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的分類及算法性能的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。然后，論文對原APlT算法的不足進(jìn)行了分析，引入一種兩點(diǎn)定位方法和將第一次已定位的盲節(jié)點(diǎn)升級為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的思想，提出一種新的改進(jìn)算法RAPIT，并對改進(jìn)的算法進(jìn)行修正，從而提高了算法的定位精度和覆蓋率。通過在Matlab上仿真試驗(yàn)，驗(yàn)

5、證了算法的可靠性和精確性。最后，在RAPIT算法的基礎(chǔ)上，提出了—種性能更好的定位算法MAPIT，其基本的改進(jìn)思想是基于移動(dòng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，從而改善盲節(jié)點(diǎn)的定位性能。另外，依據(jù)RSSll0距方法進(jìn)行輔助定位以提高算法的定位精度。而后，對原APlT算法、RAPlT算法以及MAPIT算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并分別基于節(jié)點(diǎn)密度、信標(biāo)節(jié)點(diǎn)密度及節(jié)點(diǎn)的通信半徑這幾個(gè)方面對這三種算法的性能進(jìn)行了詳細(xì)分析。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)的MAPlT算法的綜合性能得