基于节点密度分布的无线传感器网络定位的研究

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1、ＴＰ３９３．０８１００５８■＇＂ａｍｐＭｌＨＭＳ藥＂一Ｂｉｍ＾－■ＨＨＨｍ，Ｂｂｗ＾＜＾巧＾１＾ｎｓｉｓｓ薇霞攀畿错黃蒙ｒ．：巧巧．纖３錢＾＾據窜羣｜＾｜＾＾｜＾＾铅．：ｆ、．论文题目：基于节点密度分布的无线传感＾＾ｐｌｔｉ器网络定位麵究ｊ：机技术ｓ；：＾ＢＨｒ学謂习方式：言囚全日制攻读Ｄ□在职攻读＾ｇ｜＾｜ｇ＾作者姓名：张海娟学校导师：王颐副教授－＾Ｈ？’企业导师王：郝刚正高完成日期二〇－：五年十二月ｍＭＭＨ接論齡ｉ娜＾ｊｆｅ独创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；签字日期；２〇化年３月日］学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津工业大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行

3、，并采用影印检索、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：ｆ廢靖导师签名：＾〇（签字日期：２化年３月日签字日期：＞年＾月日］７学位论文主要创新点一一、针对无线传感器网络节点定位问题提出了种新的定位算法。该算法使用信标节点组，借助图的深度优先遍历思想，基于网络中传感器节点的分布密度，规划信标节点组的移动路径，最终可达到全网节点的定位。二、为了更加适应网络中传感器节点分布的多样

4、性，在新算法的基础上扩展出了多信标组协同定位方案，并提出了使用本地笛卡尔坐标系统进行定位的概念。在算法执行的过程中，节点通过剪枝操作进行优化。扩展算法在定位精度和定位时间方面都得到了改善。摘要节点定位是无线传感器网络中一个基础但十分重要的研究方向。在需要使用参考节点进行定位的算法中，通过规划动态信标节点的移动路径进行辅助定位是当前研究的热点。在这类算法中，待定位的普通传感器节点通过接收信标节点广播的信标信息来计算自己的位置。因此，研究信标节点在何时何地进行信标信息的广播就显得非常重要。实际应用

5、场景中，传感器节点大多被随机地部署在监测区域内，因此网络中一节点的分布往往疏密不均，个。现存的定位算法没有把网络中节点的密度当作定位的参考依据，也就是说设计出的算法对网络中节点的分布密度没有敏感性。如果算法在节点密集区域和节点稀疏区域使用相同的定位策略，就会造成节点密度大的区域定位精度低，节点分布相对稀疏的区域定位率低、信标节点的能量没有得到最大化利用等问题一。针对这些问题，本文提出了种基于网络中节点分布（）ＤＦＴ）密度进行定位的生成信标树算法ＧＢＴ。该算法借助图的深度优先遍历（一思想，在网络中使用个信标

6、节点组，通过比较当前信标节点广播区域内传感器一一节点的跳未被定位的邻居节点的个数，生成棵深度优先信标树（ＤＦＢＴ）。信标节点组沿着规划好的路径对网络中的节点进行遍历，最终可到节点的全定位。通过与其他的规划动态信标节点路径进行定位的算法的比较，证明了ＧＢＴ算法在定位时间、定位精度和对信标节点能量的充分利用上都要更加优化。一当监测区域面积大，网络中节点的分布存在密集区域分散时，仅使用个信标节点组己经不能够满足定位需求。于是，在ＧＢＴ算法的基础上扩展出了多信标树协同定位算法（ＭＧＢＴ）。该算法在网络中同时使用

7、多个信标节点组进行定，每个信标节点组都有自己的本地笛卡尔坐标系统（ＬＣＣＳ）位。不同的ＬＣＣＳ之一一－ＬＣＣＳｓ间会使用Ｕｎ，ｉ算法进行统最终网络中所有的节点都将使用个相同一Ｔ的ＬＣＣＳ进行定位，还。为了进步提高算法性能对ＭＧＢ算法进行了优化操－ＭＧＢＴ作，在，衍生出Ｍｉｎ算法，这种扩展算法和衍生的优化算法。实验表明定位时间和定位精度方面均有改善。关键词：无线传感器网络；传感器节点定位；动态信标节点；路径规划ＡｂｓｔｒａｃｔＳｅ打ｓｏｒｌｏｃａｌｉｚ过ｔｉｏ打ｉｓａｂａｓｉｃｂｕｔｉｍｐｏ

8、ｒｔａｎｔｂｒａｎｃｈｉ打ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒ－ｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｅａｔｈｂａｓｅｄｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｄｕｌｉ打ｆｏｒｍｏｂｉｌｅｂｅａｃｏ打ｓｉｓａｈｏ