无线传感器网络自身定位算法的研究和实现

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传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术。传感器网络易于部署,不需要事先确定传感器节点位置,可任意放置,部署维护成本低且具有较高的灵活性;由大量廉价节点组成,可放置在物理环境范围内,从而获得较高的观察精度,具有较高的性价比;拥有大量冗余节点,即使部分节点失效,也不会影响整个系统的功能,因而具有较好的健壮性;传感器网络节点具有计算能力,可以相互协作完成任务。本项目开发通用自由组网嵌入式无线模块及应用平台,实现通用的基于传感器网络的数据采集及应用平台。 本文介绍了无线传感器网络应用平台系统的相关背景;设计和实现了传感器网络应用平台系统。在这个应用平台的基础上论述无线传感器网络节点定位的基本原理;分析了无线传感器网络自身定位算法以及现有的典型算法和系统,并进行总结。综合各种算法的优点提出了一种新的低成本并实用的距离无关分布式定位算法。其中在距离矢量交换协议的基础上,加入自身估算位置的验证过程以提高算法的覆盖率和控制定位误差的累计;使用全部锚节点平均每跳距离乘以节点之间的跳数来代替实际的距离测量来减少偶然误差;融入迭代的思想升级锚节点,从而利用多参考节点的冗余位置信息来减少定位误差;引入健壮四边形和坐标变换思想,这样节点发生变化的情况下,整个定位系统不受太大的影响。 通过在NS2仿真平台上对算法的仿真实验,统计分析了各种因素对算法定位性能的影响,仿真结果表明,该算法具有良好的性能。对论文的工作进行了总结,对未来的研究工作进行了展望。
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