【正文】 r39。 error=sqrt((x4x(4))^2+(y4y(4))^2)。 T=M39。 M=[2*(x(1)x(3)),2*(y(1)y(3))。 end d=[d(1),d(2),d(3)]。 k=0。amp。 b2=(x(2)x(1))/(x(3)x(1))(y(2)y(1))/(y(3)y(1))。 y(4)=10*normrnd(0,1,1,1)。 B=[x(2),y(2)]。 hold on for m = 1:100 for i=1:3 x(i)=10*normrnd(0,1,1,1)。 error=sqrt((xpx(n+1))^2+(ypy(n+1))^2)。 end T=M39。 for i=1:n1 M(i,1)=[2*(x(i)x(n))]。 end d(1,i)=d(i)。 y(n+1)=10*normrnd(0,1,1,1)。 for i=1:n x(i)=10*normrnd(0,1,1,1)。39。202。189。202。input n=39。n(n3)。181。214。200。199。 X=inv(T*M)*T*N。2*(x(2)x(3)),2*(y(2)y(3))]。 d(i)=sqrt((x(4)x(i))^2+(y(4)y(i))^2)。 hold on scatter(x(4),y(4),39。(b4*b20)amp。 c4=(x(4)x(1))/(x(2)x(1))(y(4)y(1))/(y(2)y(1))。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 a4=(x(4)x(3))/(x(2)x(3))(y(4)y(3))/(y(2)y(3))。 end grid。 % y(i)=10*normrnd(0,1,1)。 xp=X([1]) yp=X([2]) scatter(xp,yp,39。 end for i=1:n1。 end d(1,i)=d(i) for i=1:n。r39。 hold on end grid。 % y(i)=10*normrnd(0,1,1)。39。202。189。202。input n=39。n(n3)。181。214。200。199。 subplot(222) plot(f,10*log10(Pxx1))。 [Pxx1,f]=periodogram(xn,window1,nfft,fs)。 figure(3) plot(f,10*log10(Pxx))。 end figure(2) plot(f,10*log10(Pxx))。 tz=0:ts:。 a2=i3./(N1*Te)。 u2=sum(cxx2(1:10),39。 M2=length(p)。 L=length(cl2)。 tj1=exp(a2)。 N2=length(t)。 u1=sum(cxx1(1:10),39。 M=length(p)。 i2=1:2:L。 for i=1:10001 s(i)=s1(i)。 nt=*randn(1,M1)。 n1=*randn(1,N)。 fc=40。 scatterplot(g)。leftmsb39。 b=as*2。 window=kaiser(length(xn),)。 end end t=1/fs:1/fs:2。 y=round(x)。 fo=fs/20。 最后，感謝同組畢業(yè)設(shè)計(jì)的各位同學(xué)，大家一起對(duì)相關(guān)課題的研究探討，對(duì)我課題研究有很大的啟發(fā)和幫助，感謝他們?cè)谖覍W(xué)習(xí)和寫論文的過程中給予的 幫助和建議。首先，要感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)師老師，感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這半年畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的悉心指導(dǎo)，耐心講解，老師在學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)安排、督促等多方面的幫助，是我完成 此次本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大保障。最后，本文的不足之處還在于對(duì)于聲音能量傳輸與算法銜接點(diǎn)不夠好，只進(jìn)行了分塊研究。 由于無線傳感器技術(shù)的復(fù)雜性和多樣性，應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛性。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 結(jié)論 本文以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)定位為研究背景，分析了聲音能量傳輸規(guī)律，提出了聲音能量衰減模型，主要針對(duì)無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位算法進(jìn)行了主要的說明和研究。 背景噪音均值為 0，標(biāo)準(zhǔn)差為 1 環(huán)境下兩種算法定位圖 其中紅色圓圈和洋紅圓圈代表極大似然估計(jì)算法利用聲音能量衰減模型采集節(jié)點(diǎn)信息和定位后坐標(biāo)，藍(lán)色圓圈和綠色圓圈代表三邊定位算法 代入聲音能量衰減模型采集節(jié)點(diǎn)和定位后坐標(biāo)。其中平均定位誤差使用式進(jìn)行計(jì)算 [20]。正是由于 Matlab 有如此多的功能特點(diǎn)和簡(jiǎn)潔的操作環(huán)境，本文選擇使用 Matlab R2020a 軟件進(jìn)行算法的仿真。本文使用 Matlab 軟件仿真環(huán)境建立所研究網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的模型 ，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行這個(gè)模型，并分析運(yùn)行的輸出結(jié)果，對(duì)這些算法進(jìn)行仿真。在已知 1,2,3， …n 個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為 1 , 1 2 , 2 3 , 3 ,( ) , ( ) , ( ) , , ( )nnx y x y x y x y，到節(jié)點(diǎn) D的距離分別為 1 2 3, nd d d d ，則可得公式（ 36） 2 2 21 1 12 2 2( ) ( )( ) ( )n n nx x y y dx x y y d? ? ? ? ????? ? ? ?? 用每個(gè)方程減去后一個(gè)方程，可得： 2 2 2 2 2 21 1 1 12 2 2 2 2 21 1 1 1 1( 2 ( ) 2 ( )( 2 ( ) 2 ( )n n n n nn n n n n n n n n nx x x x x y y y y y d dx x x x x y y y y y d d? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ? ? ? ? ? ?? 用線性方程表示為 AX b? ，其中： 11112 ( ) 2 ( )2 ( ) 2 ( )nnn n n nx x y yAx x y y???????????， xXy???????，2 2 2 2 2 21 1 12 2 2 2 2 21 1 1n n nn n n n nx x y y d dbx x y y d d? ? ???? ? ? ? ????? ? ? ? ??? 使用標(biāo)準(zhǔn)的最小均方差估計(jì)法可以得到節(jié)點(diǎn) D的坐標(biāo)為 1()TTx A A A b?? 運(yùn)用極大似然估計(jì)算法來計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置信息，計(jì)算步驟較為復(fù)雜，但是由于計(jì)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 算的結(jié)果精確度較高，所以本文中對(duì)這個(gè)算法進(jìn)行了一些研究 [19]。三邊測(cè)量算法涉及到大量的矩陣運(yùn)算和最小二乘運(yùn)算，計(jì)算量相對(duì)較大，對(duì)于以上情況，有人也提出了最大最小值法，即通過簡(jiǎn)單的折線運(yùn)算估計(jì)出未知節(jié)點(diǎn)的位置，具體的運(yùn)算不再寫出。三邊測(cè)量法的理論依據(jù)就是：在一個(gè)平面上，已知目標(biāo)節(jié)點(diǎn)到其它三個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離，并且這三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)也是已知的，那么我們可以根據(jù)這三個(gè)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離進(jìn)行了方程組并且計(jì)算出目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo) [18]。 分析題目 整合編程 結(jié)合題意計(jì)算仿真 整理成果，編寫論文 準(zhǔn)備答辯 閱讀資料，熟悉算法、確定思路 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 第三章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位算法 論文定位算法介紹 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位算法一般分為與距離無關(guān)和距離相關(guān)兩種算法，典型的距離相關(guān)算法有 AHLo， RADAR, Cricket等，典型的距離無關(guān)定位算法有 DVHOP 算法，質(zhì)心定位算法， APIT 等。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 最后，提出的重要的一點(diǎn)就是，定位節(jié)點(diǎn)的密度對(duì)定位算法的精確度的影響對(duì)于不同的算法影響程度是不同的。 定位算法設(shè)計(jì)的注意問題 WSN 的定位算法有很多，但是 非常完美的算法幾乎沒有，在具體的實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)及選用算法時(shí)要根據(jù)以下的幾個(gè)因素進(jìn)行考慮分析。 ：已知三個(gè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，通過與未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)角度的確定可以畫出三個(gè)以三點(diǎn)為圓心的圖形，再根據(jù)三邊測(cè)量算法算出具體的未知點(diǎn)坐標(biāo)。 （ Angle Of Arrival， AOA）法 :通過配備天線陣列多個(gè)接收器來估測(cè)其他節(jié)點(diǎn)發(fā)射的無線信號(hào)到達(dá)的角度。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 （ Time of Arrival， TOA）法 :通過測(cè)量信號(hào)的傳輸時(shí)間 來 估計(jì)兩節(jié)點(diǎn)間距離。（ 3）在具體的節(jié)點(diǎn)接受能量計(jì)算過程中，本文盡量會(huì)在不影響定位結(jié)果的情況下精簡(jiǎn)計(jì)算量，降低計(jì)算復(fù)雜度 [12]。具體化這一模型：假設(shè)在某一時(shí)刻 t 聲源目標(biāo)進(jìn)入了由 n 個(gè)聲音傳感器節(jié)點(diǎn)組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ,理論上認(rèn)為目標(biāo)源均勻地向四周發(fā)射聲音信號(hào)能量 ,這樣 ,第 i 個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)在時(shí)刻 t檢測(cè)到的聲音信號(hào)能量可以表示為式： Yi（ t） =si(t)+i(t)， i=1,2,3… （ 21） 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 si(t)： t時(shí)刻目標(biāo) 值 因能量傳播到節(jié)點(diǎn) i 衰減后的能量值 i(t)： t時(shí)刻節(jié)點(diǎn) i 的背景噪音能量值，一般認(rèn)為氣均值為 0，方差為 2 Yi（ t） ： t時(shí)刻節(jié)點(diǎn) i 實(shí)際測(cè)得的能量值 在具體的測(cè)量過程中，忽略一些數(shù)據(jù)的影響，就可以寫出聲音能 量衰減模型的最終公式，替換 si(t)，得公式為： Yi（ t） =gis（ t） /di2（ t） +i(t)， i=1,2,3… （ 22） 其中 gi：節(jié)點(diǎn) i 的噪音影響系數(shù) （取 1）； s（ t） ： t時(shí)刻聲源能 量（取 10000）； di（ t） ：節(jié)點(diǎn) i 與生源目標(biāo)之間的距離 ； i(t) ： t時(shí)刻節(jié)點(diǎn) i 的背景噪音能量值（均值為 0，方差為 1）。這樣根據(jù)檢測(cè)的電壓值和傳感器的靈敏度就可以得出檢測(cè)的聲壓值，從而可以求得其他聲學(xué)參量 [10]。 (3)聲強(qiáng) I：?jiǎn)挝幻娣e上的平均聲功率稱為聲強(qiáng)，單位為 W／ m2，它和聲壓的關(guān)系 如 式 I= Pe2/ PoCo，其中， Pe為聲壓， PoCo 為空氣的特性阻抗率。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第二章 聲音能量的傳播規(guī)律及適用算法的分析 聲音的基本概念及其傳播規(guī)律 大部分聲音的發(fā)出都來源于物體的振動(dòng) 。節(jié)點(diǎn)密度影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的開銷、網(wǎng)絡(luò)的連通性 ，從而影響定位算法的精度。而在基于接收信號(hào)聲音能量強(qiáng)度的定位算法中，又選擇了基于測(cè)距的定位算法進(jìn)行研究。 總的來說，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在世界各地逐步 地 顯現(xiàn)出來，鑒于當(dāng)前的使用和研究情況，相