结合功率控制的无线传感器网络节点定位技术研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着传感器技术和信息网络化的发展，无线传感器网络在工业、农业、军事、环境、医疗等领域具有巨大的运用价值。确定事件发生的位置或采集数据的节点位置是无线传感器网络最基本的功能之一，而且无线传感器网络的某些路由机制、覆盖信息、负载均衡和拓扑控制都依赖于网络中传感器节点的位置信息。因此定位技术在无线传感器网络的应用、运行和管理等方面都有重要的作用，针对无线传感器网络节点定位技术的研究也有着重要的理论和现实意义。无线传感器网络中对节点发射功率的控制可以影响网络的拓扑结构、节点能耗和定位性能。本

2、文结合功率控制技术，提出了两种无线传感器网络定位算法：结合功率控制的区域定位算法(ALPC)和结合功率控制的DV-Hop改进算法(DHPC)。本文的研究工作主要包括以下几个方面：(1)介绍了无线传感器网络的体系结构、特征、应用和研究现状，并且分析了无线传感器网络定位的基本原理和关键技术。(2)提出了～种结合功率控制的区域定位算法ALPC：首先介绍了该算法的基本原理；然后使用Mica2传感器节点在实际环境下进行实验，根据实测数据讨论了时空域对信号传播模型的影响，以及这种影响如何改变定位粒度；最后利用区域命名机制减

3、小了网络流量负载，提高了网络的可靠性。(3)提出了一种结合功率控制的DV-Hop改进算法DHPC：首先介绍DV-Hop定位算法的原理，然后针对DV—Hop的不足之处进行改进，设计了DHPC算法，该算法利用功率控制来改进估计距离的精度，从而改善了定位误差。(4)对比分析两种算法的特性，在MATLAB平台上进行仿真实验，仿真结果证实：基于理想信号传播模型，ALPC算法可以有效地对大规模无线传感器网络中的节点进行区域定位；DHPC算法匕k,DV，Hop算法的定位精度高，并且在低密度网络中实现了较高的精度，但是控制分组

4、的数量却比DV—Hop要多。(5)设计了一种无线传感器网络室内定位系统，实验结果表明该定位系统能够实现较好的定位精度。关键词：无线传感器网络，定位，功率控制，ALPC，DHPC武汉理工大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofsensortechnologyandinformationnetworking，wirelesssensornetworkshavetremendousutilizationvalueintheareaofindustrial，agricultural，mi

5、litary,environment，andmedicalservices．IdentifythepositionwherethespecificeventOccursorthelocationofanodethatgatherdataisoneofthemostbasicfunctionsofwirelesssensornetworks，andsomeroutingscheme，coverageinformation，loadbalance，andtopologycontrolarerelayontheloc

6、alizationalinformationofsensornodesinthenetworks．Therefore．thelocalizationtechnologiesinwirelesssensornetworksplayallimportantroleintheaspectsofapplication，running，management，andSOon．Theresearchonthenodeslocalizationtechnologiesofwirelesssensornetworkshasimp

7、ortanttheoreticalandpracticalsignificance．Inthewirelesssensornetworks，transmissionpowercontr01mayaffectthetopologyofnetwork，energyconsumptionandlocalizationperformance．Inthisthesis，twolocalizationalgodtlunswithpowercontrolforwirelesssensornetworksareproposed

8、：OneisAreaLocalization晰tllPowerControl(ALPC)，anotheroneisDV-Hop埘thPowerControl(DHPC)，whichisanimprovedalgorithmbasedonDV-Hop．Themainresearchworksareasbelow：(1)Introducingthearchitecture，features