無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧與定位技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetworks，WSN)是近年來(lái)無(wú)線通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點(diǎn)大規(guī)模密集部署、能量供給與節(jié)點(diǎn)資源有限、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化等特點(diǎn)，學(xué)術(shù)界對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各種相關(guān)技術(shù)展開(kāi)了豐富的研究。協(xié)議棧軟件作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)與核心，保證了網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間的正常通信，然而關(guān)于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧軟件的研究相對(duì)缺乏，本文正是在此背景下，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧及其軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了

2、研究，重點(diǎn)研究了網(wǎng)絡(luò)層的功能服務(wù)及其實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，以協(xié)議棧軟件為基礎(chǔ)，本文以無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一定位技術(shù)為重心，深入研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)與方案。
　　 論文首先對(duì)基于Zigbee標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，并且概述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題及其基本原理。
　　 其次，本文研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的軟件實(shí)現(xiàn)。主要從無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的核心層網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行研究，對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)服務(wù)和管理功能

3、如數(shù)據(jù)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)建立、地址分配以及路由功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析，網(wǎng)絡(luò)層的功能與服務(wù)是定位方案及其他應(yīng)用的基礎(chǔ)，為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與服務(wù)提供支持。在對(duì)網(wǎng)絡(luò)層相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究的基礎(chǔ)之上，分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧軟件的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，介紹了協(xié)議棧軟件實(shí)現(xiàn)的硬件平臺(tái)與軟件環(huán)境，并詳述了網(wǎng)絡(luò)層各項(xiàng)功能服務(wù)的實(shí)現(xiàn)方法與代碼。
　　 然后，本文在研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的基礎(chǔ)之上，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)之一的定位技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，介紹了多種

4、現(xiàn)有常見(jiàn)技術(shù)方案，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。基于現(xiàn)有硬件平臺(tái)的資源有限的考慮，對(duì)基于RSSI測(cè)距的定位算法進(jìn)行了詳細(xì)的討論，指出了現(xiàn)有算法的缺陷，并提出了一種基于RSSI測(cè)距的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法，該算法將定位區(qū)域分為訓(xùn)練區(qū)與定位區(qū)兩個(gè)區(qū)域，在訓(xùn)練區(qū)內(nèi)完成RSSI測(cè)距模型的訓(xùn)練，在定位區(qū)內(nèi)完成實(shí)際定位過(guò)程，同時(shí)，節(jié)點(diǎn)在定位開(kāi)始前，依據(jù)本文提出的基于性能評(píng)價(jià)模型的參數(shù)確定機(jī)制確定定位參數(shù)，增強(qiáng)定位的自適應(yīng)性。仿真表明，本文提出的算法較原有算法，能

5、夠有效減小由設(shè)備與環(huán)境差異性所引入的定位誤差，同時(shí)增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)在定位過(guò)程中的自適應(yīng)性。
　　 最后，本文研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位的性能評(píng)價(jià)模型問(wèn)題。在現(xiàn)有對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的研究中，缺乏對(duì)于節(jié)點(diǎn)定位性能評(píng)價(jià)模型的研究，然而，節(jié)點(diǎn)定位存在多種性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，如何綜合客觀的評(píng)價(jià)節(jié)點(diǎn)定位的性能，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文基于模糊數(shù)學(xué)理論，建立了節(jié)點(diǎn)定位問(wèn)題中的性能評(píng)價(jià)模型，該性能評(píng)價(jià)模型既能用于不同定位算法之間的性能評(píng)價(jià)，亦能用于