基于多跳的定位机制与节能覆盖技术研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要传感器、微机电系统(MEMS)、集成电路和低功耗无线通信等技术的飞速发展，使得低成本、低功耗、多功能的微型无线传感器网络的大规模应用成为可能。布局和覆盖、节点定位、网络通信协议是传感器网络研究中的几个基本问题。其中，节点定位问题是传感器网络进行目标识别、监控、跟踪等众多应用的前提，也是传感器网络研究中的热点问题之一。本文对传感器网络的定位技术进行了较为深入的研究。由于传感器节点受体积、成本和能量等因素的限制，且通常工作在人类难以或不宜接近的场合，因此定位技术的基本途径是：部署少量已知坐标的参考节点，其

2、他未知坐标的节点通过测量与参考节点的距离、角度，或依据相对位置关系、网络连通性进行一定的计算得出自身的坐标。DV-Hop定位算法将参考节点的位置信息在网络中进行传播，并将未知节点到参考节点之间的距离用网络平均每跳距离和两者之间最短路径跳数乘积表示，使用三边计算获得节点位置信息。本文研究适用于煤矿环境的无线传感器网络节点定位技术，对其中的几种主要算法进行了分析与比较；讨论基于多跳的定位机制，为实现煤矿环境下应用对DV-Hop算法进行了改进，仿真结果表明，改进算法比传统的DV-Hop算法定位精度约提高了10％。研究了定位覆盖问题，对

3、NodeSelf-Scheduling覆盖控制算法和暴露穿越覆盖两种方案进行了研究、分析和比较，并基于这些优缺点比较，根据煤矿监测系统的特点，提出一种基于Self-Scheduling覆盖算法的节能覆盖方法，仿真分析表明，采用本文的节能覆盖算法，在网络生命期上明显优于贪婪算法，并且本文的节能覆盖算法敏感于网络节点数量，在大量网络节点的情况下，优势更加明显。本文提出的优化覆盖方案，具有较长的网络寿命，是一种适合于煤矿环境监测系统的无线传感器网络覆盖方案。关键字：传感器网络，定位，DV-Hop算法，覆盖武汉理工大学硕士学位论文Abs

4、tractTherapiddevelopmentoftechnologysuchasWirelessSensorNetwork,MEMS，IntegratedCircuitandwirelesscommunicationwithlesspowerconsumptionmakesitpossibleforlarge-scaleapplicationofWirelessSensorNetwork．Deployment，coverage，nodeslocalizationandnetworkcommunicationprotocola

5、reseveralbasicquestionsofresearchonWirelessSensorNetwork．Amongthesequestions，nodeslocalizationistheforeheadandthehotspotofWSN．DeepresearchonlocalizationtechnologyofWSNisdone．Limitedbyvolume，cost，powerandhardtogetclosetotheworkplace，thebasiclocalizationwayis：todeploya

6、fewanchors，othersensorscomputetheirowncoordinationbyestimatingdistance，angel，locationrelationandnetworkconnectivity．InDV-Hoplocalizationalgorithm，informationofanchornodesisspreadamongthenetwork，thedistancebetweenunknownnodesandanchornodesiSpresentedbytheaveragedistan

7、ceofeachhopmultiplewiththeleasthopsbetweenthem，andthenuseTrilateraltogetthelocationinformation．ResearchonlocalizationtechnologyofWSNbasedoncoalmineenvironmentiSdone，severalmainalgorithmsareanalyzedandcompared．DV-Hoplocalizationalgorithmisimprovedtobeappliedincoalmine

8、．Simulationshowsabout10percentlocationaccuracyimprovement．Researchonlocalizationcoverageisdone，NodeSelf-schedulingcoveragealgorithm