基于css无线传感器网络室内定位技术研究

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1、中图分类号：TP212论文编号：102870316-S012学科分类号：080402硕士学位论文基于CSS无线传感器网络室内定位技术研究研究生姓名王佳伟学科、专业测试计量技术及仪器研究方向计算机测控指导教师王敬东副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一六年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonIndoorLocalizationtechnologyofWirelessSensorNet

2、worksbasedonCSSAThesisinInstrumentScienceandTechnologybyWangJiaWeiAdvisedbyProfessorWangJingdongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2016承诺书本人声明所呈交的硕±学位论文是本人在导师指导下进行的研究王作及取得的研究成果。除了文中特别加ｙｘ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为

3、获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：兴化日期：３巧４日年＇南京航空航天大学硕士学位论文摘要无线传感器网络（WirelessSensorNetworks，WSN）节点定位技术是无线传感器网络应用的基础和关键技术之一，其中室内定位作为无线传感器网络定位的一个应用场合，对人们生活、生产等具有重大意义。线性调频扩频（ChirpSpr

4、eadSpectrum，CSS）技术具有较高的抗干扰能力和较长的传播距离，因此适合作为室内环境下的无线传感器节点定位技术。本文主要研究了基于CSS的节点定位技术，针对室内定位环境中存在的各种复杂条件的干扰，对CSS定位技术进行研究和优化。基于CSS的节点定位技术是一种基于测距的定位技术，采用到达时间（TimeofArrival，TOA）进行测距。本文探讨了基于CSS的测距技术在室内环境下所面临的问题及误差的来源，针对测距所面临的问题采用了改进的卡尔曼滤波器和测量冗余量接收信号强度指示值（ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSI

5、）对CSS测距进行优化。实验证明本文的方法可以有效的提高测距的精度，抑制室内环境下的测距误差。基于测距的节点定位算法有很多，本文研究了几种常见的基于测距的节点定位算法，在传统的最小二乘估计（LeastSquareEstimation，LSE）定位算法的基础上加入了卡尔曼滤波对定位结果进行平滑，并对卡尔曼滤波估计算法中的状态噪声方差阵和量测噪声方差阵的更新进行改进，最终应用到室内节点定位中。通过实验验证了本文算法在室内环境下的节点定位中具有较高的定位精度。针对室内环境下的节点定位，本文设计了一套基于CSS的室内定位系统，利用TOA的测量值作为指纹数据，通过计算

6、获得定位指纹库，并利用改进的LSE算法实现精确的坐标级定位，提高了定位的精度和定位的效率。最后通过实验验证了算法的可行性。关键词：无线传感网络；室内定位；线性调频扩频；卡尔曼滤波；最小二乘法；I基于CSS无线传感器网络室内定位技术研究ABSTRACTWSN(WirelessSensorNetworks)NodelocalizationisoneofthebasicandkeytechnologyoftheWirelessSensorNetworkapplications.Indoorlocalizationasawirelesssensornetworklo

7、calizationapplicationoccasions,isverysignificanttopeople’slifeandproduction.CSS(ChirpSpreadSpectrum)technologyhashighanti-interferenceability,andlongtransmissiondistance,soitissuitableforthewirelesssensornodelocalizationtechnologyinindoorenvironment.Thispapermainlystudiestheindoorn

8、odelocalizationtechnologyb