基于無需測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法研究

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1、⑨碩士學(xué)位論文MASTER’STHESIS1．1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和無線通信等技術(shù)的進步，推動了低功耗多功能傳感器的快速發(fā)展，使其在微小體積內(nèi)能夠集成信息采集、數(shù)據(jù)處理和無線通信等多種功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(晰relessS髓S0rNetworll【S，WSN)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者【l】。由這些微型傳感器構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)引起了人們的極大關(guān)注，它將成為下一代網(wǎng)絡(luò)的研究重點。傳感

2、器、感知對象和觀察者構(gòu)成了傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個要素。如果說hltemet構(gòu)成了邏輯上的信息世界，改交了人與人之間的溝通方式，那么，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起，改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式。人們可以通過傳感器網(wǎng)絡(luò)直接感知客觀世界，從而極大地擴展現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能和人類認識世界的能力。美國商業(yè)周刊和MIT技術(shù)評論在預(yù)測未來技術(shù)發(fā)展的報告中，分別將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)列為2l世紀最有影響的2l項技術(shù)和改變世界的lO大技術(shù)之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、塑料電子學(xué)和仿生人體器官又被稱為全球未來的三大高科技產(chǎn)業(yè)刪。1．2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進展無線

3、傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究起步于20世紀90年代末期，從2000年起，國際上開始出現(xiàn)一些有關(guān)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和研究的報道【3一。特別是日本、美國以及一些歐洲國家對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出了極大的興趣，紛紛展開了該領(lǐng)域的研究工作，其中美國通過國家自然科學(xué)基金委員會、國防部和各軍事部門都投入巨資制定并實施無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究計劃?，F(xiàn)在，在軍事領(lǐng)域、民用領(lǐng)域和學(xué)術(shù)界掀起無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究熱潮，并已取得了一定的研究成果。1．軍事領(lǐng)域美國國防部和各軍事部門都對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)給予了高度重視，在C4ISR(Co咖and，Con拄0l，Communication，C伽叩uti

4、ng，IntelligenCe，Sun，eillanceandReco加aissance)的基礎(chǔ)上提出了C4ⅪSR計劃，強調(diào)戰(zhàn)場情報的感知能力、信息的⑨碩士學(xué)位論文MASTER’STHESIS綜合能力和信息的利用能力，把無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個重要的研究領(lǐng)域，設(shè)立了～系列的軍事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究課題。2000年，美國國防部把SmanSensorW曲定位國防部科學(xué)技術(shù)5個尖端研究領(lǐng)域之一。SmartSe璐0rW-eb的基本思想是在整個作戰(zhàn)空間中通過放置大量的傳感器節(jié)點來收集和傳遞信息，將信息匯集到融合點后，綜合成一張圖片，并分發(fā)給需要該信息的作戰(zhàn)者。Sm

5、artSensorWreb將為軍隊提供大覆蓋面、實時、高分辨力信息的能力。2001年，美國陸軍提出了“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)通信"計劃。該計劃的目標是建設(shè)一個通用通信基礎(chǔ)設(shè)旌，支援前方部署，將無人值守式彈藥、傳感器和未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)所用的機器人系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)，成倍地提高單一傳感器的能力，使作戰(zhàn)指揮員能更好更快地做出決策，從而改進未來戰(zhàn)斗系統(tǒng)的生存能力。，美國陸軍近期又確立了“無人值守地面?zhèn)鞲衅魅骸表椖浚渲饕繕耸鞘够鶎硬筷犞笓]員具有在他們所希望部署傳感器的任何地方靈活地部署傳感器的能力。該項目是支持陸軍“更廣闊視野”的3個項目之一。美國陸軍最近還確立了“戰(zhàn)場環(huán)境

6、偵察與監(jiān)視系統(tǒng)"項目。該系統(tǒng)是一個智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以更為詳盡、準確地探測到精確信息，如一些特殊地形地域的特種信息(登陸作戰(zhàn)中敵方岸灘的詳實地理特征信息，從林地帶的地面堅硬度、干濕度)等，為更準確地制定戰(zhàn)斗行動方案提供情報依據(jù)。該系統(tǒng)由散布型微傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機載和車載型偵查設(shè)備和探測設(shè)備等構(gòu)成。美國海軍最近也確立了“傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)"研究項目，核心部分是一套實時數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有的通信機制對從戰(zhàn)術(shù)級到戰(zhàn)略級的傳感器信息進行管理，該系統(tǒng)以現(xiàn)有的帶寬進行通信，并可協(xié)調(diào)來自地面和空中監(jiān)視傳感器以及太空監(jiān)視設(shè)備的信息。該系統(tǒng)可以部署到各級指揮

7、單位。美國海軍最近研究的協(xié)同交戰(zhàn)能力(CEC，C00pe]rativeEngagementCapabil竹)是一項革命性的技術(shù)。CEC是一個無線網(wǎng)絡(luò)，其感知數(shù)據(jù)是原始的雷達數(shù)據(jù)，它適用于艦船或飛機戰(zhàn)斗群攜帶的電腦進行感知數(shù)據(jù)的處理。每艘戰(zhàn)船不但依靠于自己的雷達，還依靠其他戰(zhàn)船或者裝載CEC的戰(zhàn)機來獲取感知數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)合成圖片具有很高的精度，以提高作戰(zhàn)能力。2002年5月，美國S鯽dia國家實驗室與美國能源部合作，共同研究能夠盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵、車站等場所為目標的生化武器襲擊，并及時采取防范對策的系統(tǒng)。該系統(tǒng)把檢測有毒氣體的化學(xué)傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融于一

8、體，當安裝在車站的傳感器一旦檢測到某種有害物質(zhì)，就會自動向管理中心通報，自動進行引導(dǎo)旅客避難的廣播，2⑨碩士