基于RSSI的无线传感网络三维定位方法研究.pdf

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1、学校代码10406分类号TP391.4密级无学号080081203120题目基于RSSI的无线传感网络三维定位方法研究作者龚佳杰学科、专业计算机应用技术指导教师孙利民（研究员）、刘琳岚（教授）申请学位日期2011年6月学校代码：10406分类号：TP391.4学号：080081203120南昌航空大学硕士学位论文基于RSSI的无线传感网络三维定位方法研究硕士研究生：龚佳杰导师：孙利民研究员、刘琳岚教授申请学位级别：硕士学科、专业：计算机应用技术所在单位：南昌航空大学答辩日期：2011年6月授予学位单位：南昌航空大学StudyofThree-dimensionalLocalizatio

2、nMethodBasedonRSSIinWirelessSensorNetworkAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterOnComputerAppliedTechnologybyJiajieGongUndertheSupervisionofProf.LiminSunProf.LinlanLiuNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2011南昌航空大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是我个人在导师指导下，在南昌航空大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，

3、论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确地说明并表示了谢意。本声明的法律结果将完全由本人承担。签名：日期：南昌航空大学硕士学位论文使用授权书本论文的研究成果归南昌航空大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解南昌航空大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》

4、，并通过网络向社会公众提供信息服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）签名：导师签名：日期：南昌航空大学硕士学位论文摘要随着无线传感器网络(WirelessSensorNetworks,WSN)技术的发展，其被广泛应用于国防军事、环境监测、交通管制、医疗卫生等诸多领域。在无线传感器网络的各种应用中，节点位置信息对传感器网络的监测活动至关重要。但大多数情况下，传感器节点被随机地部署在监测区域内，无法预先知道自身的地理位置。如海洋、湖泊环境监测中，每个监测节点处于不同深度的水域感知温度、盐度、压力和水流情况等。依靠全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)

5、的定位方法由于受到硬件成本与应用环境等因素的制约，已不能完全满足人们的需求；且随着定位应用的需求一步步提高，节点二维定位已不能满足实际应用的要求，因此需要进行节点三维空间定位。课题来源于江西省自然科学基金项目，研究基于RSSI的无线传感器网络节点三维定位方法。本文介绍了常用无线传感器网络节点三维定位算法，详细分析了基于RSSI测距方法的粗差问题，在此基础上，提出一种基于链路质量指标LQI置信度的三维定位求精算法(NovelRefinementAlgorithmBasedonLQIConfidenceforThree-DimensionalLocalization,3D-RABLC)。

6、首先，该算法对定位区域进行簇结构划分，建立以簇为单位的定位区域；其次，采用锚节点计算路径损耗指数，通过RSSI信号测距模型变换获取待定位节点之间距离关系；再次，基于LQI对RSSI值进行置信度划分，通过建立三维多跳求精模型、弥补求精的方法，基于置信度高的RSSI值修正置信度低的RSSI值；最后，通过使用集中式多维定标(MultidimensionalScaling,MDS)算法计算待定位节点之间三维空间相对坐标，并根据三维空间向量关系进行全局坐标转换。本文通过大量节点实验，获得节点间一跳RSSI值与距离的关系、LQI与包错误率的关系，依此划分LQI置信度；分别在室内和室外对设计的3D

7、-RABLC算法进行实验验证，结果表明，该算法大大降低了RSSI测距误差，比已有三维定位算法具有更好的定位精度。关键词：无线传感器网络；三维定位算法；LQI置信度；RSSI；定位求精I南昌航空大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofwirelesssensornetworks(WSN)technology，it’swidelyappliedtomanyfieldssuchasnationaldefense,environme