无线传感网定位技术在林区火险监测中的研究与应用

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：学号：公开４０３－１５４１９２９？聲ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ专业学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ力夂无线传感网定位技术在林区火险监测中的研究与应用ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋ央文题目：ＬｏｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｉｎＦｏｒｅｓｔＡｒｅａＦｉｒｅＲｉｓｋＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇｙｇ论文作者：高翔宇指

2、导教师：任秀丽一教授专业：计算机技术一完成时间—：ｎ八年四月辽宁大学硕士专业学位论文无线传感网定位技术在林区火险监测中的研究与应用ResearchandApplicationofWirelessSensorNetworkLocationTechnologyinForestAreaFireRiskMonitoring作者：高翔宇指导教师：任秀丽教授专业：计算机技术专业方向：无线传感器网络定位技术答辩日期：2018年5月24日二○一八年五月·中国辽宁辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人

3、在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研宄成果除加以标注的内容外，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体均己在文中进行了标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人，并表示谢意学位论文作者签名：Ｓ月％／年＞曰考ｊ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学

4、可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。（）保密，在年后解密适用本授权书。（保密：请在括号内＿“”划Ｖ）授权人签名：亨指导教师签名：Ｉ先ｇ（曰期：年！？月弘曰曰期以年］：月＞曰摘要摘

5、要无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN）是由数量可观的微型节点自组织形成一个自域系统。森林资源的稀缺性和林火的突发性及强毁坏性，如何高效快速地监测和预防林区火灾的发生变得格外重要。利用WSN先进的技术优势对林区环境相关的参量信息进行实时采集，实现林区火灾的全天候24小时严密监测和精准的火源定位，为林火的智能化监测提供了有力的保障。本文的主要内容如下：首先，本文详细阐述了使用WSN技术监测林区火险的背景和深远意义，并介绍了WSN的特点以及节点自身定位算法分类、算法实现机理、性能自评体系和经典定位

6、算法的简要流程。其次，深刻剖析WSN中定位算法，针对经典DV-Hop定位算法遗留的弊端，提出了基于步长加速优化的DV-Hop定位算法。该算法在未知节点选择信标节点时，利用携带局部区域标志的核心信标节点替代单一锚节点，使未知节点与信标节点之间的估算距离较为符合WSN区域网络的实际情况；经过选取节点的优化方式后，运用三边测量法粗略得到未知节点坐标，再采用步长加速方案不断迭代去精确位置坐标，从而达到降低定位误差的效果。通过仿真对比其它关联算法与本算法在不同环境参数下各方面的性能，最终本算法较优其它算法，网络整体定位精度得到明显改

7、善。最后，本文将优化的DV-Hop定位算法与林区火险监测环境相结合，设计出使用WSN定位技术的林区火险监测系统，有效地提高了火灾监测的效率。根据系统特殊的功能以及应用上的需求，详细阐述了系统的节点硬件方案设计和软件架构设计，硬件上选用CC2530芯片搭载各类传感器来完成林区数据采集。通过将定位算法的代码刻录到芯片内的非易失性存储器来实现节点的自定位，从而实现林区火灾的定位。对系统实现的主要功能进行合理测试，各方面都表现出来的优良性能，能够满足监测林区火灾的要求。关键词：无线传感器网络；节点定位；DV-Hop算法；林区火险监

8、测ⅠIAbstractABSTRACTWirelessSensorNetwork(WSN)isaself-organizingsystemformedbyself-organizingalargenumberofmicronodes.Thescarcityofforestresourcesandthes