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

1、分類號：UDC：密級：學校代號：學號：廣東工業(yè)大學碩士學位論文(工程碩士)118452111304189基于RSSI和APIT的無線傳感器網(wǎng)絡定位算法的改進研究常家銀指導教師姓名、職稱：郄旦苤副教授企業(yè)指導老師、職稱：翁塹高級工程虹學科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：學生所屬學院：論文答辯日期：蒹2一摘要摘要近年來，無線傳感器網(wǎng)絡是最熱門的研究項目之一，能夠廣泛應用在智能家居、工業(yè)自動化、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)絡研究的幾個比較基本的問題包括：節(jié)點定位、網(wǎng)絡通信協(xié)議、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)融合、網(wǎng)絡布局、時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)點定位是無線傳感器網(wǎng)絡最基本最重要的一個方面。節(jié)點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)絡的覆蓋質(zhì)量和網(wǎng)絡拓撲配置等功能的基礎，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)絡節(jié)點的資源和能量都很有限，這使得

3、節(jié)點的定位很困難。傳感器網(wǎng)絡的多樣性也決定了不存在適用于各種網(wǎng)絡環(huán)境的通用定位算法。在傳感器網(wǎng)絡中，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)絡定位系統(tǒng)的研究意義、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及具體應用

4、領(lǐng)域，分析了無線傳感器網(wǎng)絡的特點、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)絡定位算法基本原理的基礎上，綜合論述了無線傳感器網(wǎng)絡定位算法的分類及算法性能的評價標準。然后，論文對原APlT算法的不足進行了分析，引入一種兩點定位方法和將第一次已定位的盲節(jié)點升級為信標節(jié)點的思想，提出一種新的改進算法RAPIT，并對改進的算法進行修正，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，驗

5、證了算法的可靠性和精確性。最后，在RAPIT算法的基礎上，提出了—種性能更好的定位算法MAPIT，其基本的改進思想是基于移動信標節(jié)點進行定位，從而改善盲節(jié)點的定位性能。另外，依據(jù)RSSll0距方法進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算法進行了仿真實驗，并分別基于節(jié)點密度、信標節(jié)點密度及節(jié)點的通信半徑這幾個方面對這三種算法的性能進行了詳細分析。仿真結(jié)果表明，改進的MAPlT算法的綜合性能得