无线传感器网络节点定位算法的研究与实现

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1、浙江工业大学硕士学位论文无线传感器网络节点定位算法的研究与实现摘要近年来，微机电系统、无线通信和数字电子技术的进步促进了具有低功耗、低成本与多功能特点的微型传感器制造技术的发展。大量具有传感单元、数据处理单元和通信单元的传感器节点引发了无线传感器网络的概念，即将大量的传感器密集地散布在感知区域，传感器间以自组织的方式构成无线通信网络，有效实现远程信息的采集、处理和传输。无线传感器网络在国防军事、环境监测、交通管理、医疗卫生、建筑和结构监测及反恐抗灾等领域具有广泛的应用前景。节点的定位技术是传感器网络的支撑技术之一。无线传感器节点由于受到功耗、成本、体积等因

2、素的限制，对无线传感器网络节点定位技术提出了新的要求和挑战，在满足精度的前提下还要求定位算法必须是易实现、低复杂性、低能耗的。本文就无线传感器网络中的节点定位技术展开深入探讨和研究，主要工作包括以下几个部分：l、论文在查阅大量相关文献的基础上，对无线传感器网络的基本概念、体系结构、发展历程以及关键技术进行了综述，分析了无线传感器网络节点定位的实现思路。2、研究了与无线传感器网络节点定位算法相关的数学模型，介绍了定位算法的性能评价指标。重点研究现有较为成熟的定位算法，并按各类算法的特性进行分类讨论；3、研究传统的蒙特卡罗定位算法，并在此基础上进行了算法的改进

3、，提出了精准蒙特卡罗定位算法，修改了经典蒙特卡罗定位算法的节点运动模型、运动预测算法、节点位置选取约束条件和滤波算法，提高了定位算法的定位精度。同时，对于所提出的算法进行了计算机仿真实验，对实验结果进行了详细的讨论；4、为了进一步验证定位算法的有效性和实用性，同时针对国内目前在无线传感器节点方面的匮乏，设计了无线传感器节点。实验节点采用Atmel公司的ATmegal28L微处理器和Chipcon公司的CC2420射频通信芯片。给出了无线传感器网络节点定位系统总体设计方案和实现方法，并在设计的实验节点上移植了ZigBee协议，并对算法进行了进一步的优化，最后

4、对定位算法做了实地测验。i浙江工业大学硕士学位论文5、最后，对全文进行总结，并对进一步的研究提出一些展望。关键词：无线传感器网络，定位算法，蒙特卡罗定位算法，ZigBee浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHANDIMPLEMENTATIoNoFNODESLoCALIZATIoNALGoIUTHMINWIRELESSSENSORNETWoRKABSTRACTAdvancesinwirelesscommunications，digitalelectronicsandmicro—electro-mechanicalsystem(MEMS)technology

5、haveenabledthedevelopmentoflow-cost，low-power,multifunctionalsensornodesthataresmallinsizeandcommunicateinshortdistances．Thesetinysensornodeswhichconsistofsensing，dataprocessing，andcommunicatingcomponents，leveragetheideaofwirelesssensornetworksbasedoncollaborativeeffortofalargenum

6、berofnodes．Therearemanypotentialapplicationsofsensornodesofwirelesssensornetworks：militarysurveillance，environmentalmonitoring，trafficsurveillance，medicaltreatment，buildingandstructuresmonitoring，evenanti-terrorism，etc．Localizationtechnologyisoneofthesupportingtechnologiesaboutthe

7、wirelesssensornetwork．Fortheconstraintsinpower,costandsizeofsensornodes，theself-localizationtechniquesmeetnewrequirementsandchallenges．Besidesaccordingwithbasicaccuracyrequirement，thelocalizationalgorithmmustbepracticable，straightforwardand、vitlllow-power．Thisthesisfocusesonthepro

8、blemofself-localizationinWSNandma