WSN中基于气体扩散模型的气体源点定位研究

来源 :汕头大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:xiaoyun1986
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感器网络由于具有组网成本低、节点可随机散布在目标区域、覆盖区域广、能耗低及工作时间长等特点,近来在军事、民用等相关领域都有着广阔的应用前景。借助无线传感器网络实现气体源点定位的研究目的是寻找有效且精确的定位方案,及时对监测区域做出预警。其研究成果可广泛应用于火灾早期监测、毒气扩散、易燃易爆气体泄漏、气态生化剂传播等场合。本文针对无线传感器网络中的气体源点定位问题,具体展开了如下几个方面的研究工作:首先对无线传感网络的发展、特点、传感器节点的组成、WSN体系结构和主要应用领域进行了概述,总结了当前无线传感器网络应用于气体源点定位的研究现状及研究意义,引出课题的难点。其次对无线传感器网络定位技术的基本原理及类型进行了阐述,按照基于测距和非测距的分类标准,着重讨论并分析了常见的几种经典定位算法。同时针对气体源点定位的特点,介绍了一些常用的气体扩散模型,并在此基础上,推导出了适合于各种风向的气体扩散模型的通用表达式。然后以有风时气体浓度衰减模型为基础,构建了源点定位模型,并结合当前的智能优化算法和传感器节点在监测场中的分布特性,提出了两种集中式的气体源点定位算法——基于力导向量子粒子群优化的气体源点定位算法和基于加权距离差法的气体源点定位算法。并通过实验仿真验证了算法在不同条件下的可行性。最后针对集中式计算存在的一些问题,引入了分布式计算的思想,并分析了分布式计算的特点。考虑到用于定位的目标函数非凸化,本文提出了一种基于分布式自适应偏转次梯度投影的气体源点定位算法。该算法依然是以有风时气体浓度衰减模型为基础,以自适应偏转次梯度投影算法为核心,利用偏转次梯度方向代替原次梯度,以偏转次梯度投影的超平面作为搜索区域来进行松弛投影,对节点获取的气体浓度信息进行分布式计算,从而估计出气体源点位置。最后也通过仿真结果证明了该算法相对于其它同类算法的优越性。
其他文献
随着无线通信业务的快速增长,可用的频谱资源变得越来越紧张。认知无线电(Cognitive Radio, CR)作为一种智能化的频谱共享和自适应调整技术应运而生,它通过动态检测和利用空
随着勘探区域的地质条件愈趋复杂,叠前地震噪声的去除日益成为地震信号处理的重点,其中规则噪声对地震信号的影响较大,因此能否干净地去除叠前规则噪声成为地震资料解释成功
近年来,多速率信号处理和滤波器组技术在数字通信、语音信号处理、图像压缩等领域都有着广泛的应用。特别是复调制滤波器组,可以通过仅调制一个原型滤波器来获得该系统的分析及
企业服务总线(ESB)是面向服务架构(SOA)中实现服务间智能化集成与管理的中介,是当下企业系统架构中间件技术应用的主流。与传统ESB系统相比,在云计算环境下实现ESB系统,可以
通信技术经历了2G、2.5G的发展,现在已经进入到3G的大规模商用,和4G的重点研究阶段。由于频谱资源的管理并不科学,因而导致了目前已分配的频谱资源利用率较低,而未分配的频谱
随着3G移动通信系统的逐步成熟,3GPP组织早已开始了对其长期演进(LTE)技术的研究和标准化的工作。与3G系统相比,LTE系统更具有技术优势,不仅除了能够大幅度地提高现有3G技术的性
基于光纤布拉格光栅(光纤光栅)的轨道交通传感系统主要用于监测钢轨表面应变。利用测量得到的钢轨的表面应变,可以获得钢轨承受的载荷和温度变化导致的钢轨应力等信息;在钢轨
数字图像处理技术已在航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉等诸多领域得到了非常广泛的应用。当前众多中小煤焦企业对易于使用、价格低廉的煤岩分析及煤堆体积测量
为解决部队营区大范围场景监控中的运动目标检测和跟踪问题,本文提出了一种基于扫描式的运动目标自动检测和跟踪算法。1背景建模利用云台(PTZ)摄像机扫描一个周期采集到无运