一種改進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)DV-Hop定位算法的研究.pdf

1、本文主要針對無線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)中的節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行了深入的探討和研究。眾所周知,確定傳感器節(jié)點(diǎn)的自身位置和事件發(fā)生的位置對于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測活動是至關(guān)重要的,但由于受到成本,功耗,體積等因素的限制,對節(jié)點(diǎn)的定位技術(shù)帶來了許多的困難,也提出了更高的要求。通過查閱大量相關(guān)的文獻(xiàn)資料,本文介紹了無線傳感網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的研究現(xiàn)狀、特點(diǎn)以及定位技術(shù)。目前無線傳感網(wǎng)絡(luò)的定位算法主要分為兩種類型,即基

2、于距離(range-based)的定位算法和距離無關(guān)(range-free)勺定位算法。本文著重針對距離無關(guān)定位算法中的DV-Hop算法和質(zhì)心算法以及基于距離定位算法中的接收信號強(qiáng)度指示(Received Signal Strength Indicator, RSSI)定位算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論,并根據(jù)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)密度和節(jié)點(diǎn)密度對其定位精度的影響分別進(jìn)行了MATLAB仿真,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)分布情況的變化對定位精度的影響。基于

3、DV-Hop算法,質(zhì)心算法和RSSI定位算法的理論基礎(chǔ),考慮這三種算法各自的優(yōu)勢和不足,本文針對無線傳感網(wǎng)中傳統(tǒng)的DV-Hop定位算法精度不高的問題,又提出了一種改進(jìn)的DV-Hop定位算法,文章論述了該改進(jìn)算法的基本原理。通過MATLAB仿真結(jié)果表明:與傳統(tǒng)的DV-Hop算法相比,改進(jìn)的DV-Hop算法進(jìn)一步改善了定位性能,使得節(jié)點(diǎn)定位精度有了較大的提高,且不需要增加額外的硬件開銷。本文設(shè)計了基于ZigBee協(xié)議的WSN定位系統(tǒng)來驗(yàn)證該

4、定位算法。論文定位系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案貫徹低功耗,低成本的理念。節(jié)點(diǎn)的核心模塊采用較為經(jīng)典的片上系統(tǒng)CC2430芯片,利用Protel軟件完成了節(jié)點(diǎn)硬件的電路設(shè)計,系統(tǒng)軟件設(shè)計方案基于IAR軟件開發(fā)平臺,研究了ZigBee協(xié)議棧,并將其移植,依據(jù)定位算法原理編寫程序,完成了相關(guān)應(yīng)用程序的開發(fā),并實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、參考節(jié)點(diǎn)和未知節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)功能,最后利用C#開發(fā)了相應(yīng)的上位機(jī)定位監(jiān)測軟件,可以動態(tài)地顯示定位結(jié)果。最后,設(shè)計了基于改進(jìn)的DV-Ho