无线传感器网络节点定位研究优化.doc

摘要：无线传感器网络定位技术逐渐进入人们的生活，无线传感器的整个网络系统是由大量具有各种功用的无线传感器网络节点组成，这些节点对自身监测范围内的信息进行采集收集，然后再以多跳的方式传送给基站或者卫星，也就是观察者。而在无线传感器网络中，节点的定位是否准确，将直接决定着这个网络系统的性能是否合格。

本文介绍了一些无线传感器网络节点的定位的计算方法，包括基于测距相关的算法比如：基于TOA算法、基于RSSI算法、基于TDOA算法、基于AOA算法，也包括基于非测距算法比如：质心算法、ALPT算法、Amorphous算法。基于测距的算法的优点便是比较精准，但是成本要求比较高。非测距的算法优点为比较精确，但是对节点的数量要求比较高。

本文主要讲的是基于非测距的DV-HOP计算方法，DV-HOP传统的算法特点便是不用直接测距，通过计算未知节点和信标节点之间的最小跳距与平均跳距，当得到三个或三个以上平均跳距的时候，便可以使用三边测量法或最大似然估计法实现对未知节点的定位，但是因为可能会有不良节点的存在，以及可能得到的距离太少而不具有代表性，因此在传统的DV-HOP算法上，需要作出一点改进，基于节点数量过少或者拥有不良节点，可能导致的定位不具有代表性的缺点，在两个方向提出了提升精度的想法，一个是改变锚节点在总节点当中的比例，一个是阈值M的改变对定位精度的影响。可以提升定位的精度。

关键词：无线传感器，节点定位，DV-HOP，优化定位

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 课题研究背景-1

1.2国内外研究现状-1

1.3本文主要研究内容和组织结构-2

1.3.1论文主要研究内容-2

1.3.2 论文各章节安排-3

第二章 无线传感器网络概述-4

2.1无线传感器网络节点组成-4

2.2无线传感器网络结构特点-5

2.2.1无线传感器网络结构-5

2.2.2无线传感器网络特点-6

2.3 无线传感器网络定位应用领域-8

第三章 无线传感器网络定位算法简介-10

3.1节点定位基本概念-10

3.2节点定位相关术语-10

3.3无线传感器网络定位计算方法-11

3.3.1三边测量法-11

3.3.2三角测量法-12

3.4基于测距相关的定位算法分类-15

3.4.1基于TOA的定位算法-15

3.4.2基于RSSI的定位算法-16

3.4.3基于TDOA的定位算法-16

3.4.4基于AOA的定位算法-16

3.5基于非测距相关的定位算法分类-16

3.5.1质心算法-16

3.5.2 APLT算法-16

3.5.3 Amorphous算法-17

3.5.4 DV-HOP算法-17

3.6节点定位性能的评价指标-17

第四章传统DV-hop算法研究分析-19

4.1传统DV-hop算法定位原理及具体步骤-19

4.1.1传统DV-hop算法定位原理-19

4.1.2 DV-hop算法具体步骤-19

4.2 DV-hop算法误差来源-21

4.2.1外部因素导致误差-22

4.2.2内部因素导致误差-22

第五章DV-HOP算法改进优化-24

5.1 DV-HOP节点自定位算法的改进-24

5.2 DV-HOP节点自定位算法改进方案-24

5.2.1阈值M的选择-26

5.2.2计算未知节点的平均每跳距离-27

第六章 实验仿真与分析-28

6.1仿真场景设定-28

6.2仿真过程-28

6.3锚节点比例对定位精度的影响-30

6.4阈值M对平均定位精度的影响-33

结束语-35

致  谢-36

参考文献-37