基于锚节点失效的水下无线传感器网络定位技术研究

摘要

随着社会的发展，人类对自然界的探索越来越多，水下探索是其中一个重要部分。由于水下环境复杂，人工探索存在着巨大的危险和困难，水下无线传感器网络的出现为水下探索提供了可能。同时水下的复杂环境以及一些不确定因素，也使得水下无线传感器网络面临了巨大的挑战。
　　节点定位是水下无线传感器网络的重要环节，如果无法正确的定位节点，节点收集的数据也将无意义。水下无线传感器网络中会出现锚节点失效的情况，锚节点失效后会降低水下无线传感器网络的定位覆盖率，并且降低节点的定位精确度。本文提出一种锚节点失效的情况下，节点的补救定位方法。当未知节点无法收集足够的位置信息而无法定位时，向周围广播无法定位信号。收到无法定位信号的已定位节点转化为参考节点，帮助不能获得足够位置信息的节点定位。无法定位节点从收到的位置信息中选择精确度值较高的信息帮助自己定位。定位完成后参考节点再褪变为普通节点。通过仿真表明，该方法可以有效的提高定位覆盖率，降低锚节点失效对整个网络定位精度的影响。
　　本文在基于ZigBee的硬件系统下对水下无线传感器网络的定位算法进行实验。本文描述了ZigBee硬件系统的搭建过程，在水下水流流动的情况下，对漂移节点的移动进行预测，并对测试得出的数据进行分析。该算法可以降低节点定位频率，节省能量。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2水下无线传感器网络的简介

1.3 论文结构

第二章 相关技术

2.1相关技术

2.2基于测距的定位方法

2.3无需测距定位方法

2.4本章小结

第三章 基于锚节点失效的定位算法

3.1总体思路

3.2基于锚节点失效定位方法

3.3仿真

3.4本章小结

第四章 原型系统

4.1 ZigBee技术

4.2 系统搭建

4.3系统演示

4.4本章小节

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请专利

致谢