WSN網(wǎng)絡拓撲發(fā)現(xiàn)及節(jié)點定位算法設計與實現(xiàn).pdf

1、在WSN網(wǎng)絡工程應用中，獲取網(wǎng)絡拓撲結構及節(jié)點位置信息是工程監(jiān)測的基礎，可以為網(wǎng)絡節(jié)點的生存周期及網(wǎng)絡健壯性等提供一定的支持。已應用于青藏鐵路北麓河沿線的遠程監(jiān)測系統(tǒng)，是一套基于WSN節(jié)點所組成的網(wǎng)狀網(wǎng)結構監(jiān)測系統(tǒng)，采用多跳自組織的網(wǎng)狀網(wǎng)結構，能夠有效解決對監(jiān)測環(huán)境場地物理數(shù)據(jù)信息的獲取。其中，傳感器網(wǎng)絡中各節(jié)點間通過Z-Stack協(xié)議棧進行數(shù)據(jù)交互，Android網(wǎng)關一方面與協(xié)調器節(jié)點通過藍牙連接，另一方面存儲上傳的數(shù)據(jù)信息并上報數(shù)據(jù)

2、至遠程服務器。但由于節(jié)點被隨意分散至監(jiān)測區(qū)域，且節(jié)點不具備定位功能，導致不能工作的節(jié)點無法區(qū)別，影響整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的生存周期。針對此問題，本文設計了一種三維空間下的節(jié)點定位算法和網(wǎng)狀網(wǎng)拓撲發(fā)現(xiàn)算法，并采用Android網(wǎng)關對網(wǎng)絡結構及未知節(jié)點位置坐標進行界面上的顯示。
　　所設計具有網(wǎng)絡拓撲結構獲取的WSN網(wǎng)絡，其目的主要是為獲取節(jié)點間的連通路徑及中轉關系，進而根據(jù)已知節(jié)點位置坐標實現(xiàn)對未知節(jié)點相對位置坐標的獲取。系統(tǒng)針對無線網(wǎng)狀網(wǎng)

3、結構類型的組網(wǎng)結構，采用Z-Stack協(xié)議棧與圖論相關理論實現(xiàn)了網(wǎng)狀網(wǎng)結構的拓撲;系統(tǒng)針對三維空間下未知節(jié)點的位置坐標，通過結合RSSI密度概率函數(shù)、三維球形覆蓋域及質心算法實現(xiàn)了三維空間中未知節(jié)點的定位;同時采用Android網(wǎng)關實現(xiàn)了界面的顯示。
　　論文完成了帶有網(wǎng)絡拓撲功能及節(jié)點定位功能的設計，并對定位中存在的誤差、節(jié)點密度量進行了研究，對相關算法的實現(xiàn)進行了相應的測試，包括網(wǎng)絡節(jié)點連通關系、未知節(jié)點位置坐標等，并對測試結