基于RSSI的无线传感器网络定位算法研究

论文摘要

无线传感器网络中节点定位技术是其主要的支撑技术之一,只有节点自身可以正确定位才能提供监测事件的位置信息。随着无线传感器网络技术的不断成熟进步,其在实际生活中的应用也将越来越广泛,节点定位技术研究对于传感器网络技术的提高有着重要的理论意义和应用价值。本文基于无线传感器网络中的定位系统对节点定位技术进行了研究。主要的研究内容和结论如下:(1)对无线传感器网络技术的国内外研究现状进行了总结,并研究分析了无线传感器网络及其关键技术和应用,重点对无线传感器网络中的各定位技术和定位算法进行了研究和分析,总结分析了定位技术中有待解决的问题。(2)基于RSSI校验的无线传感器网络节点定位算法:本文通过将RSSI定位系统与数学工程中最优化问题结合在一起研究分析了基于RSSI测距的BFGS定位算法,该方法把无线传感器网络节点的定位问题转化为无约束的最优化问题。最后的仿真结果验证了该算法在环境适应性方面明显优于其它相关算法。(3)在当前信号模型的基础上对Shadowing模型和质心定位算法进行了优化,首先对信号模型的参考节点选取进行了有效约束,然后对选取的优选节点进行三边测试,对未知节点进行估计,最终使用加权质心算法,实现更精确的定位。RSSI定位系统中锚节点与未知节点的距离对定位结果有一定的影响,距离越近的锚节点对未知节点的定位影响越大,反之越小,基于此对质心算法进行距离加权,利用加权系数来体现锚节点对未知节点决定权的大小。我们把Shadowing信号传播模型和质心算法与结合在一起进行模拟仿真,结果显示该定位系统可以有效提高未知节点的定位精度,提高系统定位性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目的及意义
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 本文的研究内容和组织结构
• 1.5 本章小结
• 第二章 无线传感器网络
• 2.1 无线传感器网络体系结构
• 2.1.1 传感器网络结构
• 2.1.2 传感器节点的硬件组成
• 2.2 无线传感器网络的特点
• 2.3 无线传感器网络关键技术
• 2.4 无线传感器网络的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 无线传感器网络定位技术
• 3.1 无线传感器网络定位算法分类
• 3.2 定位算法性能评价标准
• 3.3 节点定位基本原理
• 3.3.1 节点间距离（或角度）的测量方法
• 3.3.2 节点基本定位计算方法
• 3.4 无线传感器网络自身定位系统和算法综述
• 3.5 无线传感器网络定位算法的评估指标
• 3.6 定位技术有待解决的问题
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于BFGS算法的无线传感器网络定位
• 4.1 概述
• 4.2 相关工作
• 4.3 基于BFGS算法的RSSI定位系统
• 4.3.1 最小二乘算法
• 4.3.2 BFGS算法
• 4.4 仿真结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于Shadowing模型的改进无线传感器网络定位
• 5.1 概述
• 5.2 遮蔽（Shadowing Model）信号模型
• 5.3 改进的质心定位算法
• 5.3.1 改进的质心定位算法
• 5.3.2 对RSSI测距值的校正
• 5.3.3 算法流程
• 5.4 算法仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结展望
• 6.1 本文主要工作总结
• 6.2 进一步研究方向展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文