【正文】 .................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 1 論文的研究?jī)?nèi)容與組織安排 .................................................................................... 3 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介 .......................................................................................................... 4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念與特點(diǎn) ........................................................................................ 4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念 .................................................................................. 4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) .................................................................................. 5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) .................................................................................... 6 傳感器節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu) .................................................................................. 6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) .............................................................................. 7 3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù) .......................................................................................... 9 節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)簡(jiǎn)介 .................................................................................................. 10 節(jié)點(diǎn)定位的幾個(gè)基本概念 ............................................................................ 10 節(jié)點(diǎn)位置計(jì)算 方法 ........................................................................................ 11 節(jié)點(diǎn)定位算法的分類 .............................................................................................. 13 基于距離的定位算法 .................................................................................... 14 與距離無關(guān)的定位算法 ................................................................................ 18 定位性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) .............................................................................................. 21 定位精度 ........................................................................................................ 21 節(jié)點(diǎn)密度與參考節(jié)點(diǎn)密度 ............................................................................ 21 容錯(cuò)性和自適應(yīng)性 ........................................................................................ 21 功耗、代價(jià)與規(guī)模 ........................................................................................ 22 4 基于 MATLAB 的 DVdistance 測(cè)距算法性能分析 ......................................................... 23 DVdistance 定位算法 ............................................................................................. 23 算法簡(jiǎn)述 ........................................................................................................ 23 算法流程圖 .................................................................................................... 24 MATLAB 仿真環(huán)境簡(jiǎn)介 ......................................................................................... 27 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 網(wǎng)絡(luò)模型與參數(shù)獲取 .............................................................................................. 29 仿真結(jié)果與性能分析 .............................................................................................. 30 5 結(jié)論與展望 ........................................................................................................................ 35 本文研究工作總結(jié) .................................................................................................. 35 進(jìn)一步的工作和建議 .............................................................................................. 35 致 謝 ........................................................................................................................................ 36 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 37 附錄 A 英文原文 ................................................................................................................... 39 附錄 B 漢語 翻譯 ................................................................................................................... 53 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 課題背景 及意義 線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究始于 20 世紀(jì) 90 年代。 進(jìn)入 21 世紀(jì)，隨著無線通信技術(shù)、微芯片的制造等技術(shù)的進(jìn)步，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究取得了重大進(jìn)展，并引起了軍方、學(xué)術(shù)界 以及工業(yè)界的極大關(guān)注。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以前所未有的速度向前發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)作為在該應(yīng)用領(lǐng)域中一項(xiàng)不可或缺的支撐性技術(shù)，也同樣受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視，并且已經(jīng)取得了豐富的研究成果。如在基于 Rangebased 定位算法的研究方面，沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 Yedavalli 等人在“ Sequencebased localization inwireless sensor work”論文中提出的一種新穎的基于序列的 WSN 定位算法 (Sequencebased localization, SBL)，該算法首先利用RSSI 的大小來對(duì)空間的區(qū)域進(jìn)行劃分，建立一個(gè)位置順序表，然后根據(jù) RSSI 的測(cè)量值來進(jìn)行匹配定位， SBL 算法可以大大的減少節(jié)點(diǎn)定位的計(jì)算量。目前，國(guó)內(nèi)的研究?jī)?nèi)容主要為經(jīng)典定位算法的改進(jìn)和定位技術(shù)的應(yīng)用 等，主要旳研究和開發(fā)單位為清華大學(xué)、北京大學(xué)、西安交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、東南大學(xué)、北京郵電大學(xué)、電子科技大學(xué)、西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)等高校。杜亞江等人通過利用錯(cuò)節(jié)點(diǎn)間的相互協(xié)作，提出了一種基于最小二乘法的 RSSI 測(cè)距環(huán)境參數(shù)修正方法 ,提高了 RSSI 測(cè)距的精度，取得了良好的定位性能。傳感器節(jié)點(diǎn)可以完成連續(xù)的檢測(cè)、目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、位置識(shí)別和執(zhí)行器的本地控制等任務(wù)。 第一章 緒論。其中還對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本術(shù)語進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。 第四章 基于 MATLAB 的 DVdistance 測(cè)距算法性能分析。對(duì)本論文的工作進(jìn)行總結(jié)，并根據(jù)仿真結(jié)果提出進(jìn)步工作的建議。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，通過各類微型傳感器對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，由嵌入式計(jì)算模塊對(duì)信息進(jìn)行處理，并通過對(duì)無線通信網(wǎng)絡(luò)或其他形式的傳輸網(wǎng)絡(luò)將信息傳送至遠(yuǎn)端監(jiān)控中心。 無線傳感器節(jié)點(diǎn)分布在需要監(jiān)測(cè)的區(qū)域，監(jiān)測(cè)特定的信息、物理參量等；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)中的許多傳感器節(jié)點(diǎn)獲得的被監(jiān)測(cè)量數(shù)據(jù)收集匯聚后通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送到遠(yuǎn)端的監(jiān)控中心。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)還具備動(dòng)態(tài)搜索、定位和恢復(fù)連接的能力。 自組織方式的組網(wǎng)。節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入或者離開網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的部分節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。為增強(qiáng)監(jiān)測(cè)精度而新加入節(jié)點(diǎn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的功率和能耗進(jìn)行控制使節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)等，均能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多跳路由是由普通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)完成的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)既能發(fā)送信息，又 能轉(zhuǎn)發(fā)信息，節(jié)點(diǎn)采用多跳接力來完成各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)向 sink 節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送。由于大型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，因此要使無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有較高的節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)鏈路以及采集數(shù)據(jù)的冗余特性，來保證整個(gè)系統(tǒng)的工作高可靠性和容錯(cuò)能力。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由電池供電，電池的續(xù)航能力較小。無線傳感器節(jié)點(diǎn)沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 一般由 傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和電源模塊組成。處理器模塊還具有控制電源工作模式的功能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。 無線通信模塊的基本功能是講處理器輸出的數(shù)據(jù)通過無線信道及傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)程的監(jiān)控中心。 自適應(yīng)體系結(jié)構(gòu)。 自管理的和自恢復(fù)的體系結(jié)構(gòu)。 基于代理的體系結(jié)構(gòu)。 （ 2）支持網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理。 （ 6）支持可靠的低延時(shí)通信。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)定位是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)，傳感器節(jié)點(diǎn)必須明確自身位置才能為用戶提供有用的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的定位和追蹤。在一些應(yīng)用場(chǎng)合，傳感器節(jié)點(diǎn)被隨機(jī)的散布在特定的區(qū)域，事前無法知曉這些傳感器節(jié)點(diǎn)的地理位置，部署后還要通過定位技術(shù)才能較為準(zhǔn)確的獲取其位置信息。通過少數(shù)已知節(jié)點(diǎn)的未知信息來確定節(jié)點(diǎn)自身的位置，是傳感器節(jié)點(diǎn)的自身定位，這也是提供監(jiān)測(cè)事件位置信息的基礎(chǔ)。 容錯(cuò)性好。 必須遵循能量高效的原則。節(jié)點(diǎn)