基于能量阈值的改进的APIT无线传感器网络定位算法研究

摘要

WSN(WirelessSensorNetworks，无线传感器网络)集感知、数据处理与控制于一体，可以实时的监测、采集区域内的各种信息。它通过布置大量的微型传感器节点采集覆盖区域内的信息，并且以无线通信方式传送到上位终端，从而实现远程感知受覆盖区域的信息，具有广泛的应用前景。节点定位技术作为其三大支撑技术之一，是网络有效工作的先决条件:一个不能自身定位的无线传感器网络所感知的信息由于没有地理性而毫无应用价值。能否准确的自定位自身节点位置，是评价无线传感器网络工作性能好坏的重要指标。本文在对现阶段无线传感器网络定位算法研究的基础上，重点针对传统APIT算法存在的缺陷提出了改进的基于能量阈值的算法方案。主要包括以下内容:
　　 首先归纳了无线传感器网络的原理和结构，分析了定位的重要性;其次对定位算法进行了分类，并且详细介绍了目前已经比较成熟的几种定位算法以及它们的优劣性;然后提出了几项用于描述定位方法优劣的定位指标;接着在着重分析了APIT定位算法的原理、定位方法以及算法本身所存在的缺陷基础上，提出了与可迁移协作定位法结合的两点加权定位算法;针对Into-Out和Out-to-In两种误判提出了能量阈值法;最后分析了不同锚节点比例下改进算法与原算法各种定位指标之间的比较，总结了改进算法的优越性。仿真结果表明，改进算法较之原算法在锚节点比例较低时定位精度提高了15到25个百分点，定位覆盖率也有很大改善。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 无线传感器网络概述

1．2 无线传感器网络的应用

1．3 本论文研究的目的和意义

1．4 本文主要研究内容

第2章 无线传感器网络定位算法

2．1 无线传感器网络体系架构

2．2 无线传感器网路的特征

2．2．1 与现有无线网络的区别

2．2．2 传感器节点的特点

2．2．3 传感器网络的特点

2．3 无线传感器网络定位算法

2．3．1 基本概念

2．3．2 基本术语

2．3．3 三种基本算法

2．4 定位算法分类

2．5 本章小结

第3章 传统APIT定位算法

3．1 定位基本思想

3．2 定位理论基础

3．2．1 质心算法

3．2．2 PIT测试理论

3．2．3 APIT测试

3．3 定位算法软件设计流程图

3．4 APIT定位步骤

3．5 本章小结

第4章 基于能量阈值的改进的APIT算法

4．1 传统算法的缺陷

4．1．1 不能定位的节点

4．1．2 两种误差

4．2 缺陷分析

4．3 基于能量阈值的改进APIT算法

4．3．1 未能定位节点的定位策略

4．3．2 两种误差改进策略

4．4 改进算法软件仿真流程图

4．5 本章小结

第5章 软件仿真及结果分析

5．1 仿真指标

5．2 Matlab仿真

5．3 仿真结果分析

5．4 VC++仿真

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢