基于移动信标节点的dv-hop定位算法研究及改进

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1、分类号：密级：论文编号：学号：51307250103重庆理工大学硕士学位论文基于移动信标节点的DV-Hop定位算法研究及改进研究生:牟小燕指导教师：涂巧玲教授学位类型：学术学位学科专业：信号与信息处理研究方向：无线传感器网络培养单位：电子信息与自动化学院论文完成时间：2016年3月25日论文答辩日期：2016年5月26日CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：51307250103Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyTheResearch

2、andImprovementofDV-HopAlgorithmBasedonMobileBeaconNodePostgraduate:MouXiaoyanSupervisor:Prof.TuQiaolingDegreeCategory：AcademicDegreeSpecialty:SignalandInformationProcessingResearchDirection:WirelessSensorNetworksTrainingUnit:SchoolofElectronicInformationandAutomationThesisDeadline:March25,201

3、6OralDefenseDate:May26,2016里庆理工大学学位论文巧创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研充所取得的。成果除文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果、作品。对本文的研巧做出重要贡献的集体和个人，均已在义中Ｗ明确方式标明。本人承担本声明的法律后果。作者签名：日期；知日伞悚．嗦年＾月学位论文使用巧权芦巧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国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文彼查阅和借阅本人授权

4、重庆理工大学可Ｗ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ｉｌ，可ｔ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。＂＂本学位论文属于（请在Ｗ下相应方框内巧Ｖ）：１．保密□，在＿年解密后适用本授权书。．不保密［７２］。作者签名：身＾曰期：兴／ｉ年＾月文曰导师签名日期：ＶＷ左年＜：：身弓於月么日摘要在传感器网络的许多应用中，节点的位置对整个应用起着至关重要的作用，如将传感器网络应用于消防警报中，当传感器网络通过无线网络向消防局发出消防警报时，必须同时告知自身位置，这样消防局根据提供的位置信息才能尽快采取措施，传感器网络提供的信息才

5、是有用的信息。传感器网络节点位置信息也是其他传感器网络应用研究的基础，如传感器网络路由协议研究等。节点定位是无线传感器网络的重要支撑技术之一。缺少位置信息的感知是没有意义的，在检测到事件发生后，人们关心的一个重要问题是该事件发生的位置，如森林火灾监测，目标跟踪等应用问题，因此研究无线传感器网络的定位算法具有重大意义。基于移动信标节点的定位算法是近年来研究的热点。由于网络定位算法大多依赖于信标节点的密度、网络的连通性等，而信标节点的价格又非常昂贵，在网络中布置大量的信标节点的会大大加重网络的布设成本。移动信标节点通过引入一个可在网络中漫游移动的节点来广播自己的位置构成虚拟信标，从而

6、可以降低成本，提高定位效率，改善网络的连通性。DV-Hop算法是一种无需测距的定位算法，通过网络连通性来估计未知节点与信标节点之间的距离，通过三边测量法或者极大似然估计算法来计算未知节点的位置坐标。为了减小无线传感器网络定位过程中传统的DV-Hop算法的定位误差、降低定位精度对网络连通性的依赖、控制定位成本，本文提出一种改进算法。具体内容如下：(1)本文对DV-Hop算法进行了具体的分析，阐述了算法的原理，分析了算法误差来源，根据国内外学者对DV-Hop算法研究的情况分四类进行归纳概括。(2)本文利用一个带有GPS接收单元的移动信标节点，按照HILBERT路径遍历整个监测区域，周

7、期性的广播自己的位置信息，形成数个虚拟静态信标节点。用虚拟信标节点参与未知节点位置的计算，达到降低网络布设成本、改善网络连通性的目的。(3)在未知节点的定位过程中并非参与定位的信标节点越多越好，相反，不合适的信标节点反而能引入较大的定位误差。本文利用HILBERT路径的基本单元是正方形，通过设定移动信标节点的运动速度和步长使移动信标节点在每个正方形区域的顶点处形成虚拟信标节点。位于小正方形顶点处的虚拟信标节点就是该区域未知节点的最优信标节点。（4）不同的信标节点对未知节点位置计算