无线传感器网络节点定位方法研究

《无线传感器网络节点定位方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据分类号UDC密级学位论文无线传感器网络节点定位方法研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：孟颍辉赵宏教授东北大学信息科学与工程学院博士学科类别：工学计算机应用技术2014年4月论文答辩日期：2014年6月答辩委员会主席：栾贵兴张斌、王兴伟东北大学2014年04月万方数据ADissertationfortheDegreeofDoctorinComputerApplicationTechnologyResearchonNodeLocalizationMeth

2、odsforWirelessSensorNetworksbyMENGYinghuiSupervisor：ProfessorZHAOHongNortheasternUniversityApril2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致i身}的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：豆御日期：2lo肜

3、．f渺学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：置铜豳绎导师签名：签字日期：晰f易f签字日期：万方数据东北大学博士学位论文摘要无线传感器网络节点定位方法研究摘要无线传感器网络是由部署在监测区域内大量微型传感器节点通过

4、无线电通信形成一个多跳的自组织网络系统，主要用来监测网络部署区域中各种环境特性，比如温度、湿度、光照、声音、化学物质浓度等。无线传感器网络将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界融合在一起，改变了人与自然界的交互方式，广泛应用在环境监测、交通管理、医疗健康、军事国防等诸多领域。在无线传感器网络的许多应用场合，节点定位是对监测区域进行目标追踪并做出相应操作的基础。传感器节点采集所需要的信息，并把信息发送给服务器。传感器节点发回的信息必须和位置结合才有意义，甚至有时候需要传感器节点发回单纯的位置信息。因此，节点定位是

5、无线传感网络的关键技术之一。本论文对无线传感器网络自身特点进行深度的分析，并对现有研究成果的不足进行改进和补充，最终取得具有理论意义和实际应用价值的研究结果。本论文主要工作内容包括：(1)提出基于锚节点部署的无需测距定位方法，并依此设计四角DV-HOP定位算法。传统的DV-HOP定位算法，每个锚节点需要两次全网络广播，一次用来获得锚节点之间的最d,壁J6数，一次用来广播自身单跳矫正值。两次广播造成较大的通信量，从而消耗了传感器节点较多的能量，减少了网络使用寿命。四角DV-HOP定位算法利用锚节点部署将无线传感

6、器网络划分成一些小区域，通过设置一个跳数阈值将锚节点的两次广播都限制在小区域附近，未知节点只利用区域内的4个锚节点进行定位计算。仿真结果分析表明四角DVoHOP定位算法减少了网络通信量，降低了定位误差。(2)针对当前无需测距定位方法定位误差大的问题，提出基于接近度的无需测距定位方法，并设计对应的PNN．MAP定位算法。接近度是新定义的一个用来表示邻居节点距离远近的度量值。首先根据邻居节点之间的几何特征推导出一个线性函数，输入是已知的邻居节点个数信息，输出是接近度。然后用锚节点之问的距离和接近度计算一个接近度矫

7、正值，接近度矫正值和邻居节点之问接近度的乘积作为邻居节点之间的估计距离。最后根据估计距离和MDS—MAP算法计算未知节点的估计位置。仿真结果表明，PNN．MAP定位算法的估计距离误差和定位误差都要低于当前同类型定位算法。(3)针对无需测距定位方法在不规则区域定位误差大的问题，提出基于过滤参数的．TI—万方数据东北大学博士学位论文摘要不规则区域无需测距定位方法，并设计对应的DPLA定位算法。首先设计距离估计算法，为了使得这种距离估计算法也适用于不规则区域，在计算矫正值时，推导出一个过滤参数来过滤掉受覆盖空洞影响

8、的锚节点信息，从而减小估计距离误差。在获得估计距离之后，未知节点在进行定位计算的时候分两种情况：如果是规则区域，则每个未知节点利用到所有锚节点的距离和对应的坐标执行最大似然估计法计算未知节点位置；如果是不规则区域，则每个未知节点利用离它最近的4个锚节点的估计距离和对应的锚节点坐标执行最大似然估计法计算未知节点的估计位置。仿真结果表明，DPLA定位算法在规则区域和不规则区域的估计距离误差和定位误差都要