无线传感器网络移动锚节点定位技术研究

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1、分类号密级硕士学位论文题目：无线传感器网络移动锚节点定位技术研究英文并列题目：ResearchonlocalizationtechnologyofmobileanchornodesinWirelessSensorNetworks研究生：陆颖专业：控制科学与工程研究方向：控制理论与控制工程导师：陈树副教授指导小组成员：学位授予日期：2016年6月答辩委员会主席：崔宝同江南大学地址：无锡市蠡湖大道1800号二○一六年六月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进巧的研究工作及取。尽我所知，论文得

2、的研究成果，除了文中恃别加！＾标注和致谢的地方外中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南一大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名；儒？Ｌ日期：如作ｒ弓３仍３关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被査阅和借阅，可＾＾将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库、

3、汇编学位论文，进巧检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存一并且本人电子文档的内容和紙质论文的内容相致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签名：导师签名；＿＿曰期：与础如３摘要摘要随着无线传感网的广泛应用，节点定位技术逐渐成为研究的热点。对于无线传感器网络应用技术而言，正确的节点位置直接决定后继信息的采集、处理和传输状况，估算适宜的节点坐标具有重要的实际意义。一种算法不可能适用于任何场景，针对静态和动态网络中节点有无标志的定位问题，本文在分析总结已有成果的基础上，对不同场景中的节点定

4、位问题进行了分析研究，并且提出了对应解决方案，具体研究内容安排如下：(1)在分析移动锚节点代替静态锚节点优势的基础上，获悉标识号已知环境下移动锚节点定位普遍结合测距算法。这里本文首次将非测距定位算法与移动锚节点技术相结合，设计出一种移动锚节点结合APIT定位稀疏环境中未知节点的算法，克服了APIT算法需较高锚节点密度且易内外误判的弊端。该算法中单个锚节点按照预先设定的轨迹在区域中移动，待定位节点记录通信范围内虚拟锚节点坐标，穷尽虚拟锚节点构成的所有三角形组合，利用角度求和方式判定待定位节点大致位置，最后利用覆盖节点

5、的三角形内切圆质心表示待定位节点最优坐标，实现节点定位。(2)然而实际定位节点过程中，未知区域中节点个数和ID往往是未知的。针对这种无标识环境中的节点定位问题，本文在引入RSSI量化模型的同时，利用无监督分裂算法聚类移动锚节点在驻留位置处收集的来自未知节点的混合RSS样本序列，聚类个数对应未知节点数目，然后网格划分未知区域，依据驻留位置处聚类获得的最强RSS值进行圆环交叉搜索，再利用八邻域极大值法估算待定位节点，PSO算法最终确定最优节点位置坐标。(3)随着物联网技术的快速发展，动态传感器网络越来越得到重视。考虑到

6、静态网络算法定位移动节点需频繁调用的缺陷，本文设计了一种基于蒙特卡洛盒的移动锚节点算法定位实际应用环境中涉及到的移动未知节点。该算法引入RSSI量化模型修正蒙特卡洛盒算法，锚节点依据接收到的RSS值进一步确定有效锚盒子区域，然后利用二次牛顿插值法预测节点的移动速度，计算采样盒区域，自适应估算采样个数，最终引入遗传算法中交叉、变异的思想优化样本。实验仿真结果表明改进后的MCB算法拥有较高的定位精度。本文研究设计的移动锚节点定位算法，成功地解决了上述三种不同场景中的节点定位问题，并且均在原算法基础上大幅度提高了节点的定

7、位精度。仿真结果表明，改进后的算法均能够准确定位节点，具有广泛的应用前景。关键词：定位；APIT；RSSI；分裂聚类；MCBIAbstractAbstractWiththewideapplicationofwirelesssensornetworks,nodelocalizationtechnologyhasgraduallybecomeahotresearch.Fortheapplicationofwirelesssensornetworks,nodepositionrightdirectlydetermines

8、thesubsequentinformationacquisition,processingandtransmission,estimatingtheappropriatenodecoordinateshasimportantpracticalsignificance.Akindofalgorithmisnotlikelytobeapplicabletoan