无线传感器网络定位研究

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1、无线传感器网络定位研究作者：腾灵灵指导教师：李宣东教授邵栋副教授南京大学研究生毕业论文(申请工学硕士学位)南京大学软件学院2010年3月PositioninginWirelessSensorNetworksTENGLingling1—1一SubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringSupervisedbyProfessorLIXuandongAssociateProfessorSHAODongSoftwareI

2、nstituteNANJINGUNIVERSITYNanjing，ChinaMarch．2010南京大学硕士论文摘要传感器技术、微机电系统、通信技术和计算机技术的发展孕育了无线传感器网络。作为一项全新的信息获取和处理技术，无线传感器网络以其低功耗、低成本和易部署等特点可以广泛应用于资产监控、环境监测、工业控制、人员定位等领域。目前，无线传感器网络已成为IT领域中的研究热点之一。在大多数情况下，定位是应用无线传感器网络的基础，并且研究人员已经提出了多种无线定位算法。然而，这些定位算法几乎都特定于具体的应用环境，并且存在定位精

3、度低、对基础设施依赖较强、过程复杂等缺点，其中一些算法甚至还处于实验室阶段。随着社会和科技的发展以及现实需求的不断提出，如何找到一种简单、高效、通用、定位精度高以及符合工业要求的无线定位算法这一问题正吸引着越来越多的研究人员的注意。本文首先介绍了无线传感器网络的概念，对无线传感器网络中的定位问题进行了定义，同时介绍了目前常用的无线定位技术和无线定位原理，综述了无线定位算法的研究现状，介绍了其中比较经典的几种无线定位算法。在此基础上，本文将Newton-Gauss过程引入到了无线定位算法的计算中来，提出了MLE—Newton

4、算法，并给出了利用该算法进行定位的具体过程，同时提出了节点定位质量的概念及其量化模型。为了验证MLE．Newton算法的定位性能，本文对影响定位精度的因素进行了分析，提出了误差容忍度等性能评价指标，并设计了一组实验来比较MLE-Newton算法和既有定位算法的性能，分析参考节点的选取和定位质量对定位精度的影响。此外，本文还设计并实现了一个基于MLE．Newton算法的iLocate无线定位系统，介绍了该系统的硬件和软件组成结构，并在室内和室外场景中测试了iLocate系统的性能表现。模拟实验结果和实际场景测试结果都验证了M

5、LE-Newton算法的有效性和实用性。关键词：无线传感器网络；无线定位；MLE．Newton；参考节点选取；定位质量南京大学硕士论文AbstractThedevelopmentofsensortechnology’microelectromechanicalsystems，communicationstechnologyandcomputersciencehasconceivedwirelesssensornetwork．Asatotallynewinformationacquisitionandprocessingte

6、chnique，wirelesssensornetworkcanbewidelyusedinthefieldofmonitoringofassets，environmentmonitoring，industrycontrol，pemonnelpositioningandSOonforitslow-power，lowcost，easytodeploy,etc．Currently,wirelesssensornetworkhasbecomeoneoftheresearchhotspotinthefieldofcomputers

7、cience．Inmostsituations，positioningisthefoundationofapplyingwirelesssensornetwork，andresearchershaveproposedseveralwirelesslocatingalgorithms．However，almostallofthosealgorithmsarespecifictospecificscenarios，andtheyhavetheshortcomingsoflowpositioningaccuracy,strong

8、dependencyoninfrastructure，complicatedprocedureandetc．Evenmore，someofthosealgorithmsarestillinthelaboratorystage．Withthesocialandtechnologicaldevelopmen