無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)研究

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1、分類號(hào)密級(jí)碩士學(xué)位論文題目：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)研究英文并列題目：ResearchonlocalizationtechnologyofmobileanchornodesinWirelessSensorNetworks研究生：陸穎專業(yè)：控制科學(xué)與工程研究方向：控制理論與控制工程導(dǎo)師：陳樹(shù)副教授指導(dǎo)小組成員：學(xué)位授予日期：2016年6月答辯委員會(huì)主席：崔寶同江南大學(xué)地址：無(wú)錫市蠡湖大道1800號(hào)二○一六年六月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)巧的研究工作及?。崳?。盡我所知，論文得

2、的研究成果，除了文中恃別加！＾標(biāo)注和致謝的地方外中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含本人為獲得江南一大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。簽名；儒？Ｌ日期：如作ｒ弓３仍３關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本學(xué)位論文作者完全了解江南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：江南大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被査閱和借閱，可＾＾將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)、

3、匯編學(xué)位論文，進(jìn)巧檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存一并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。簽名：導(dǎo)師簽名；＿＿曰期：與礎(chǔ)如３摘要摘要隨著無(wú)線傳感網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。對(duì)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)而言，正確的節(jié)點(diǎn)位置直接決定后繼信息的采集、處理和傳輸狀況，估算適宜的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)具有重要的實(shí)際意義。一種算法不可能適用于任何場(chǎng)景，針對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)有無(wú)標(biāo)志的定位問(wèn)題，本文在分析總結(jié)已有成果的基礎(chǔ)上，對(duì)不同場(chǎng)景中的節(jié)點(diǎn)定

4、位問(wèn)題進(jìn)行了分析研究，并且提出了對(duì)應(yīng)解決方案，具體研究?jī)?nèi)容安排如下：(1)在分析移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)代替靜態(tài)錨節(jié)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，獲悉標(biāo)識(shí)號(hào)已知環(huán)境下移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位普遍結(jié)合測(cè)距算法。這里本文首次將非測(cè)距定位算法與移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)結(jié)合APIT定位稀疏環(huán)境中未知節(jié)點(diǎn)的算法，克服了APIT算法需較高錨節(jié)點(diǎn)密度且易內(nèi)外誤判的弊端。該算法中單個(gè)錨節(jié)點(diǎn)按照預(yù)先設(shè)定的軌跡在區(qū)域中移動(dòng)，待定位節(jié)點(diǎn)記錄通信范圍內(nèi)虛擬錨節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，窮盡虛擬錨節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的所有三角形組合，利用角度求和方式判定待定位節(jié)點(diǎn)大致位置，最后利用覆蓋節(jié)點(diǎn)

5、的三角形內(nèi)切圓質(zhì)心表示待定位節(jié)點(diǎn)最優(yōu)坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)定位。(2)然而實(shí)際定位節(jié)點(diǎn)過(guò)程中，未知區(qū)域中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和ID往往是未知的。針對(duì)這種無(wú)標(biāo)識(shí)環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題，本文在引入RSSI量化模型的同時(shí)，利用無(wú)監(jiān)督分裂算法聚類移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)在駐留位置處收集的來(lái)自未知節(jié)點(diǎn)的混合RSS樣本序列，聚類個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)未知節(jié)點(diǎn)數(shù)目，然后網(wǎng)格劃分未知區(qū)域，依據(jù)駐留位置處聚類獲得的最強(qiáng)RSS值進(jìn)行圓環(huán)交叉搜索，再利用八鄰域極大值法估算待定位節(jié)點(diǎn)，PSO算法最終確定最優(yōu)節(jié)點(diǎn)位置坐標(biāo)。(3)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，動(dòng)態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越得到重視。考慮到

6、靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)算法定位移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需頻繁調(diào)用的缺陷，本文設(shè)計(jì)了一種基于蒙特卡洛盒的移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)算法定位實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中涉及到的移動(dòng)未知節(jié)點(diǎn)。該算法引入RSSI量化模型修正蒙特卡洛盒算法，錨節(jié)點(diǎn)依據(jù)接收到的RSS值進(jìn)一步確定有效錨盒子區(qū)域，然后利用二次牛頓插值法預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速度，計(jì)算采樣盒區(qū)域，自適應(yīng)估算采樣個(gè)數(shù)，最終引入遺傳算法中交叉、變異的思想優(yōu)化樣本。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明改進(jìn)后的MCB算法擁有較高的定位精度。本文研究設(shè)計(jì)的移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位算法，成功地解決了上述三種不同場(chǎng)景中的節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題，并且均在原算法基礎(chǔ)上大幅度提高了節(jié)點(diǎn)的定

7、位精度。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法均能夠準(zhǔn)確定位節(jié)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：定位；APIT；RSSI；分裂聚類；MCBIAbstractAbstractWiththewideapplicationofwirelesssensornetworks,nodelocalizationtechnologyhasgraduallybecomeahotresearch.Fortheapplicationofwirelesssensornetworks,nodepositionrightdirectlydetermines

8、thesubsequentinformationacquisition,processingandtransmission,estimatingtheappropriatenodecoordinateshasimportantpracticalsignificance.Akindofalgorithmisnotlikelytobeapplicabletoan