硕士学位论文开题报告及论文工作计划书.docx

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1、硕士学位论文开题报告及论文工作计划书一、前期工作基础（本节可以整页扩页）课程学习及选题开题阶段，在导师指导下从事研究工作总结（不少于2000字）第一阶段，在导师的指导下，阅读了相关的一些国内外文献，大致了解导师的研究的方向，并对无线传感器网络以及传感器/执行器网络有了初步的了解，知道了无线传感器网络的基本概念、基本特征和应用领域。并了解掌握实验室的一些硬件设备的基本应用。完成了老师布置的一些基本任务。第二阶段，在对无线传感器网络有了足够了解的基础上，明确自己感兴趣的方向，通过周会的的方式与师兄、老师交

2、流，初步确定为基于传感器/执行器网络的室内服务机器人定位技术研究。大量阅读近五年来的一些国内外文献，其中以英文文献为主，对传感器/执行器网络有了进一步了解，并对室内定位的一些方法进行了归纳总结。选定应用ZigBee技术来实现室内定位。第三阶段，学习比较了室内定位的各种算法模型，定位算法分为基于测距的和基于非测距的，其中基于测距的由TOA、TDOA、AOA、RSSI，基于非测距的算法较多，例如质心算法、DV-HOP算法、APIT算法等。进一步了解ZigBee技术的优缺点。在老师的要求下，翻译综述性质的英

3、文文献一篇，并根据前期文献的积累完成综述一篇。开题阶段的工作总结如下：在老师指导下，明确了WSN定位机制、传感器/执行器网络的基本知识以及基于距离相关的几种定位算法以及常用的几种坐标计算方法。（1）无线传感器网络定位机制WSN节点定位问题可表述为：依据有限的已知位置的节点来确定覆盖区中其它节点的位置，在传感器节点之间建立起一定的空间关系。根据节点是否已知自身的位置，传感器节点可分为信标节点(beaconnode)和未知节点(unknownnode)。信标节点也可称为锚节点(anchornode)，它通

4、过携带GPS定位设备或者人工部署等手段等获得自身的精确位置，在网络节点中所占的比例很小。除了信标节点外，其他的传感器节点就是未知节点，它们通过信标节点来确定自身位置。将上述无线定位系统定位三个步骤作一定的推广，WSN定位机制一般可用以下三个步骤来表示:第一步，度量位置关系，即节点之间位置关系的原始数据的获取过程。常用的位置度量方式是基于距离(range-based)的定位，它包括基于到达时间（TimeofArrival,TOA）的定位、基于到达时间差(TimeDifferenceofArrival,T

5、DOA)的定位、基于到达角度(AngleofArrival,AOA)的定位、基于接收信号强度指示(ReceivedSignalStrengthIndicator,RSSI)四种定位方式，WSN中还常使用与距离无关的定位算法（range-free），它包括质心算法、距离向量-跳段（DistanceVector-Hop,DV-Hop）、APIT算法等。第二步，初始位置估计，即为对所获得的原始数据的处理过程，以获得未知节点位置估计值。最常用计算节点位置的方法有：三边测量法、三角测量法以及极大似然估计法。此外

6、，随着传感器定位技术研究的深入，很多数据处理技术，例如流行学习算法也越来越多地被引用到传感器节点位置信息的处理中。第三步，对估计值进行优化，得到更为精确的位置信息。（2）测距模型1）基于TOA(TimeofArrival)的定位：根据已知信号的传播速度和信号的传播时间来计算节点间的距离，然后利用已有基本的定位算法计算出节点的位置，该方法定位精度高，但要求节点间保持精确的时钟同步，对传感器节点的功耗和硬件都提出较高的要求。2）基于TDOA(TimeDifferenceofArrival)的定位：发射节点

7、同时发射两种不同传播速度的无线信号，接受节点根据两种信号到达的时间差以及已知这两种信号的传播速度，计算两个节点之间的距离，再通过已有基本的定位算法计算出节点的位置。通常使用无线射频信号和超声波信号。发射节点同时发出两种信号(如图1)，若射频信号传播速度为，超声波信号传播速度为，接收节点收到两信号的时间差为。则计算得出两节点间距。发射端接收端无线信号超声波脉冲T1T2距离图1TDOA测距3）基于AOA(AngleofArrival)的定位：接收节点通过天线阵列或多个超声波接收机感知发射节点信号的到达方向

8、，计算接收节点和发射节点之间的相对方位或角度，再通过三角测量法计算出节点的位置。在陆地无线传感器网络中该方法用的不多，因为此方法要求节点装配有特殊硬件（方向天线），以此来获取信号的方位。然而如果整个网络节点数目众多，在每个节点上都装配方向天线，不仅成本高，能耗大，而且计算复杂度也高。因此陆地很少使用这种方法。4）基于RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)的定位：已知发射节点信号强度，接收节点根据接收到信号的强度计算出信