無線傳感器網絡單元定位算法研究與實現畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 rmance widearea tracking for virtual and augmented environments[J].Proceedings of the ACM symposium on Virtual reality software and 36 Hightower indoor 3D location sensing technology based on RF signal strength[D].University of Washington，Department of Computer Science and .37 Tian H，Chengdu H，Brian localization schemes for large scale sensor networks[C].Proceedings of the 9th annual international conference on Mobile eomputing and networking， San Diego，CA， .38 Orr ，Abowd Mechanism for Natural User Identification and Traekong[C]. Factors in Computing .39 Priyantha ，Chakraborty A，Balakrishnan Crieket locationsupport system[C].Proceedings of the 6th annual international conference on Mobile puting and 40 Shang Y，Ruml W，Zhang from mere connectivity[C].Proceedings of the 4th ACM international symposium on Mobile adhoc networkingamp。.41 Capkun S，Hamdi M，Hubaux Positioning in Mobile AdHoc Networks[J].Cluster ，5(2).157167.42 Doherty L，Pister ，EI Ghaoui Position estimation in wireless sensor networks[C].INFOCOM Annual Joint Conference of the IEEE Computer and munication ，IEEE， Anchorage，AK，.47章及標題 致謝在論文結束之際，我向曾經給予幫助我的老師、家人及朋友致以最誠摯的謝意，正是他們無私的幫助、鼓勵與支持，才使我的大學本科階段順利度過。本論文是在燕山大學張立國導師悉心指導下完成的，衷心地感謝我的導師。老師嚴謹的治學精神，精益求精的工作作風，值得我學習。在論文期間，感謝導師在百忙之中對論文進行認真的審閱和修改。半年以來，感謝老師為我提供了良好的學習環境，并且在課題工作上給予細心指導，在此致以最誠摯的謝意和最崇高的敬意。最要感激的是我父母，因為他們在我慢慢的求學路上一直默默的、辛勤的、艱難的支持著我。感謝父母多年來支持我在學業上不斷前進，他們在精神和物質上給予我巨大的幫助，讓我有條件完成學業。特別要感謝我一個最要好的朋友，感謝他一如既往的支持與鼓勵。感謝他給我生活與學習方面的無私幫助，讓我有了奮斗的勇氣和力量。無私的支持與信任是我完成學業的動力。感謝父母、弟弟、好朋友對我的關心、支持與鼓勵!特別將我的本科畢業論文獻給他們，他們無私的愛永遠是我前進的動力。在此向曾經幫助過我的所有人表示崇高的謝意！最后，向百忙之中抽出寶貴時間評閱本文的老師表示深深的謝意！附錄1 DVHop算法仿真程序 附錄1 DVHop算法仿真程序%~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ DVHop算法 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~%~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~% BorderLength正方形區域的邊長，單位：m% NodeAmount網絡節點的個數% BeaconAmount信標節點數% Sxy用于存儲節點的序號，橫坐標，縱坐標的矩陣% Beacon信標節點坐標矩陣；BeaconAmount*BeaconAmount% UN未知節點坐標矩陣；2*UNAmount% Distance未知節點到信標節點距離矩陣；2*BeaconAmount% h節點間初始跳數矩陣% X節點估計坐標初始矩陣,X=[x,y]% R節點的通信距離，一般為10100mclear,close all。BorderLength=100。NodeAmount=200。BeaconAmount=20。UNAmount=NodeAmountBeaconAmount。R=60。% D=zeros(NodeAmount,NodeAmount)。%未知節電到信標節點距離初始矩陣；BeaconAmount行NodeAmount列h=zeros(NodeAmount,NodeAmount)。%初始跳數為0；BeaconAmount行NodeAmount列X=zeros(2,UNAmount)。%節點估計坐標初始矩陣%~~~~~~~~~~~~~~在正方形區域內產生均勻分布的隨機拓撲~~~~~~~~~~~~~~C=BorderLength.*rand(2,NodeAmount)。%帶邏輯號的節點坐標Sxy=[[1:NodeAmount]。C]。Beacon=[Sxy(2,1:BeaconAmount)。Sxy(3,1:BeaconAmount)]。%信標節點坐標UN=[Sxy(2,(BeaconAmount+1):NodeAmount)。Sxy(3,(BeaconAmount+1):NodeAmount)]。%未知節點坐標%畫出節點分布圖plot(Sxy(2,1:BeaconAmount),Sxy(3,1:BeaconAmount),39。r*39。,Sxy(2,(BeaconAmount+1):NodeAmount),Sxy(3,(BeaconAmount+1):NodeAmount),39。k.39。)xlim([0,BorderLength])。ylim([0,BorderLength])。title(39。* 紅色信標節點 . 黑色未知節點39。)%~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~初始化節點間距離、跳數矩陣~~~~~~~~~~~~~~~~~~for i=1:NodeAmount for j=1:NodeAmount Dall(i,j)=((Sxy(2,i)Sxy(2,j))^2+(Sxy(3,i)Sxy(3,j))^2)^。%所有節點間相互距離 if (Dall(i,j)=R)amp。(Dall(i,j)0) h(i,j)=1。%初始跳數矩陣 elseif i==j h(i,j)=0。 else h(i,j)=inf。 end endend%~~~~~~~~~~~~~~~~~~最短路經算法計算節點間跳數~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~for k=1:NodeAmount for i=1:NodeAmount for j=1:NodeAmount if h(i,k)+h(k,j)h(i,j)%min(h(i,j),h(i,k)+h(k,j)) h(i,j)=h(i,k)+h(k,j)。 end end endendh%~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~求每個信標節點的校正值~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~h1=h(1:BeaconAmount,1:BeaconAmount)。 D1=Dall(1:BeaconAmount,1:BeaconAmount)。for i=1:BeaconAmount dhop(i,1)=sum(D1(i,:))/sum(h1(i,:))。%每個信標節點的平均每跳距離endD2=Dall(1:BeaconAmount,(BeaconAmount+1):NodeAmount)。%BeaconAmount行UNAmount列for i=1:BeaconAmount for j=1:UNAmount if min(D2(:,j))==D2(i,j) Dhop(1,j)=D2(i,j)。%未知節點從最近的信標獲得校正值 end endendDhop%~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~用跳數估計距離~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~hop1=h(1:BeaconAmount,(BeaconAmount+1):NodeAmount)%未知節點到信標跳數，BeaconAmount行UNAmount列for i=1:UNAmount hop=Dhop(1,i)。%hop為從最近信標獲得的校正值 Distance(:,i)=hop*hop1(:,i)。%%Beacon行UN列；end% %~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~最小二乘法求未知點坐標~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~d=Distance。for i=1:2 for j=1:(BeaconAmount1) a(i,j)=Beacon(i,j)Beacon(i,BeaconAmount)。 endendA=2*(a39。)。% d=d139。 for m=1:UNAmount for i=1:(BeaconAmount1) B(i,1)=d(i,m)^2d(BeaconAmount,m)^2Beacon(1,i)^2+Beacon(1,BeaconAmount)^2Beacon(2,i)^2+Beacon(2,BeaconAmount)^2。 end X1=inv(A39。*A)*A39。*B。 X(1,m)=X1(1,1)。 X(2,m)=X1(2,1)。 end UN X for i=1:UNAmount error(1,i)=(((X(1,i)UN(1,i))^2+(X(2,i)UN(2,i))^2)^)。 end figure。plot(error,39。o39。) title(39。每個未知節點的誤差39。) error=sum(error)/UNAmount Accuracy=error53附錄2 開題報告 附錄2 開題報告一、綜述本課題國內外研究動態，說明選題的依據和意義微電子、無線通訊與計算技術的發展，促使低能耗多用途傳感器被廣泛運用在各個領域。無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network，WSN)由許多小、價格低的傳感器節點構成，它們被撒播在監測范圍中，利用無線通訊自組織成為具有多跳的系統。WSN能夠感應、獲取監測范圍內的數據，之后把這些感興趣的數據傳遞給監測人員。傳感技術的任務是獲取數據，通訊技術的任務是傳遞數據，計算機技術的任務是處理數據。在真實的運用環境中，獲取數據會遇到以下難題:不容易布置線路、獲取信息的面積大。原來的傳感器借助總線構建網絡，但這種方式現已不能滿足實際運用需求。在傳感器網絡中，位置信息對傳感器網絡的監測活動至關重要，事件發生的位置或獲取信息的節點位置是傳感器節點監測消息中所包含的重要信息，沒有位置信息的監測消息往往毫無意義。因此，確定事件發生的位置(節點位置)是傳感器網絡最基本的功能之一，對傳感器網絡應用的有效性起著關鍵作用。如環境監測應用中需要知道采集的環境信息所對應的具體區域位置，比如需要知道森林火災現場位置，戰場上敵方車輛運動區域，天然氣管道泄漏的具體地點等。對于這些問題，傳感器節點必須首先知道自身的地理位置信息，這是進一步采取措施和做出決策的基礎。基于無線傳感器網絡的目標跟蹤過程大致包括3個階段：檢測、定位和通告，定位是跟蹤的技術基礎。時間同步是測距的前提條件，也直接影響測距的精度。本論文主要介紹無線傳感器的定位技術。定位是無線傳感器網絡重要的支撐技術，定位就是確定位置。確定位置在實際應用中有兩種意義：一種是確定自己在系統中的位置；另一種是確定目標在系統中的位置。無線傳感器網絡的定位是指自組織的網絡通過特定方法提供節點位置信息。這種自組織網絡定位分為節點自身定位和目標定位。節點自身定位是確定網絡中節點為坐標位置的過程。目標定位是確定網絡覆蓋范圍內目標的坐標位置。在傳感器網絡中，沒有同意的最