WSNs中节点协同声源定位协议研究

摘要

无线传感器网络是信息科技发展到新的阶段的产物，它是综合传感器、嵌入式计算、分布式信息处理和无线通信等技术的一种全新信息获取和处理技术。无线传感器网络应用于声源定位具有普遍适应性、隐蔽性和鲁棒性的特点。无线传感器网络中声源定位是指利用网络内多个传感器节点检测的声源目标信息估计出某一时刻该待定位声源目标的位置，它是目前的一个研究热点。目前基于无线传感器网络声源定位方法可能需要精准的时间同步、传感器阵列高昂的成本、大量计算或者精确采集声音信号，这些都限制了无线传感器网络在声源定位中的应用。为了解决这些问题，本文研究了一种多传感器节点协同的声源定位协议，该协议不需要时间同步，计算量少，不需要精确采集声音信号，只需要监测出声音信号即可，有很好的实时性。
　　 本文研究的主要内容及创新之处在于：
　　 （1）研究了一种多传感器节点协同的声源定位方法。该协议的核心思想是：首先找出距离声源较近的一个或几个节点作为elected节点，再用elected节点的质心位置作为声源的近似位置。本文还完整考虑了节点处理声音和射频信号的响应时间，推导出声源定位边界性条件。仿真实验的结果表明，该协议作为一种分布式可实现的声源定位协议，具有较好的定位精度，同时计算量小，实时性好，适用于复杂场景中的动态声源定位。
　　 （2）实现了多传感器节点协同声源定位方法的硬件测试。首先，把多传感器节点协同的声源定位方法移植到硬件平台上测试其精度，其次，推导出在一定声音事件发生频率下该协议的能耗模型，并对其在硬件平台上测试。实验结果表明其精度可以满足实际应用的需要，但是网络的能量主要消耗在侦听状态，这是对能量有限的传感器网络资源的浪费。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章 绪论

第二章 节点协同声源定位协议

第三章 协议硬件测试和能耗分析

第四章 总结与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参加研究的课题

致谢