无线传感网络中的定位算法研究开题报告
2020-02-19 22:36:03
1. 研究目的与意义(文献综述)
无线传感器网络(wireless sensor networks, wsn)是物联网最重要的技术基础之一,是当前备受国际关注的、涉及多学科知识交叉、知识高度集成的热点研究领域。它涉及传感器技术、嵌入式技术、mems、无线通信以及现代网络技术等。无线传感器网络作为一门全新的技术,应用前景十分广泛,其潜在应用包括军事监测、抢险救灾、城市管理以及医疗卫生等。
传感器节点是无线传感器网络的基本组成单位。在无线传感器网络中,节点的位置信息在传感器网络的实际应用中至关重要。获得传感器节点的位置信息是实现诸如目标定位和追踪、森林防火检测、结构检测、区域环境参数监测、抢险救灾信息采集和传输等应用的基础。
现有的无线传感器网络节点定位算法没有一个通用的分类标准,从其测量技术、定位形式、定位效果、实现成本等方面考虑,可以将其大致分为4类。
2. 研究的基本内容与方案
研究内容:本设计将对各类无线传感器算法进行研究,分析其实现原理,并利用MATLAB/SIMULINK工具进行仿真,从定位精度、功耗(运算量)、锚节点密度、覆盖率和容错性等方面进行比较。最后要在查阅大量资料的基础上,对某些定位算法作出改进,提升其性能。
研究目标:本设计准备在已有的经典定位算法的基础上进行改进,在算法性能的某一个或几个方面取得突破。
技术方案及措施:本设计将采取分析原理—仿真—改进—分析性能的技术路线。为了便于利用MATLAB/SIMULINK进行仿真,将算法分为基于测距和非测距两种。其中基于测距的定位算法采用RSSI定位机制进行测距,再利用经典的三边测量法、极大似然估计法或最大最小法等进行定位;非测距定位算法则基于网络的连通性,分别对质心定位算法、凸规划算法、DV-Hop算法以及APIT算法等进行仿真。仿真是利用MATLAB/SIMULINK在选定区域内布置节点,并设置通信半径等参数,在不同的锚节点密度下进行多次实验,得到各个算法的定位精度、容错率等参数。关于算法的改进,本设计将从数据处理方面进行,保留2阶段所得的节点坐标、测距结果或网络连通性等作为改进算法的验证数据,计算出定位精度、容错率等参数进行比对。3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论知识、技术资料以及相关软件。确定方案,完成开题报告。
第4-8周:学习经典定位算法,进行相关的理论推导,并进行算法的仿真。
第9-15周:大量查阅论文,对算法进行改进,完成并修改毕业论文。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 许毅编著.无线传感器网络技术原理及应用[m].北京:清华大学出版社.2015.
[2] 卞国龙,黄海松,王安忆,等.无线传感器网络定位技术的研究[j].实验室研究与探索,2017,36(6):122-127.
[3] 贾丽,孙骞,辛丽,等.无线传感器网络定位技术及典型系统[j].信息技术,2017,(1):17-21.doi:10.13274/j.cnki.hdzj.2017.01.005.