基于RSS的无线传感器网络测距定位算法研究开题报告

 2022-10-18 10:45:33

1. 研究目的与意义

作为一个综合了嵌入式计算机技术和分布式信息处理技术以及对无线通信技术的新兴网络技术,无线传感器网络目前已被广泛应用于国防军事、医疗卫生、空间探索、智能交通、仓库管理以及森林防火等领域,在这些应用中,控制终端在对节点采集的数据进行分析时,我们需要参考节点的位置信息,例如在国防军事中,监控中心可以根据节点采集的数据判断入侵者的具体位置以及人数等信息。

在医疗卫生中,节点的位置可以帮助医生、病人找到距离最近的医疗设备或医护人员的位置,为救护工作赢取宝贵的时间;在森林防火中,当节点采集到异常温、湿度信息后,监控中心就可以根据这些信息及时发现发生火灾的具体位置以及火势大小等情况,此时节点的位置信息是人们做出相应决策的重要依据。

因此传感器节点的位置信息是无线传感器网络大部分应用的基础,不包含节点位置信息的数据是毫无意义的p16;另外,节点的位置信息还是网络实现定向信息查询、提高无线路由效率以及均衡网络负载x等功能的前提。

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2. 课题关键问题和重难点

如果我们不知道传感器的位置,就很难说出感应场的确切状态。

我们需要一个用于无线传感器网络的定位系统。

本地化有很多方法。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

BadriNath等人提出了一系列分布式定位算法- APSTp(AD-Hoc Positioning System),包括 DV-Hop、DV-distancep]、 Euclideangs以及 DV-bearingn算法, 目前应用较多的DV-Hop是一-种利用距离矢量交换协议[o的算法,其原理为:将未知节点与各锚节点之间的距离用网络中节点的平均每跳距离与节点之间最小跳数的乘积来表示,最后再通过三边测量法或极大似然估计法计算未知节点的位置坐标。

该算法的定位覆盖率比较高,且在网络平均连通度为10,锚节点比例为10%的各向同性网络中定位精度约为33%,其缺点是仅在各向同性的密集网络中si计算出的平均每跳距离值的准确度才比较高;(Dragos Niculescu, Badri Nath. Position and orientation in ad-hoc networks [J].Ad-HocNetworks, 2004, 2(2):133-151.)Doherty 等根据锚节点与未知节点之间的通信连接及其通信半径,估算出未知节点可能存在的区域,再通过约束包含未知节点的区域,不断缩小其范围,最终确定未知节点的位置,即凸规划定位算法。

该算法要求锚节点部署在网络的边缘,否则估算出的节点位置会向网络中心偏移。

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4. 研究方案

首先进行文献的查阅,了解定位的核心内容以及与网络定位的应用。

其次研究无线传感器网络中基于RSS的测距定位算法原理和现状,提出实际环境下基于RSS的无线传感器网络测距定位误差抑制的方案并设计对算法进行改进的方案。

在MATLAB平台上仿真改进算法的定位精度。

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5. 工作计划

第一阶段:第1周,查阅大量文献资料,确定毕设进行的步骤;第二阶段:第2周,根据毕设内容进行调研,按照指导教师所下任务书的具体要求,积极做好毕设前期准备工作;第三阶段:第3-4 周,完成选题报告。

通过选题报告,对毕设的框架和内容有一个大体的构思,,整理相关资料、补学空白知识点,做好实物设计的前期准备工作,总体设计和规划并进行实验数据的收集;第四阶段:第5-8 周,在导师的指导下,进一步分析整理资料,完成定位算法以及程序的设计。

在设计之后中进行多次试验,并多以常见的实际情况为模型试验,以完善定位算法的实际可操作性,并希望算法能在实际工作中得到应用和升华;第五阶段:第9-12 周,与导师进行讨论,总结充实研究内容,规整毕设资料,撰写论文。

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