无线传感器网络中基于三边算法的气体源定位研究

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无线传感器网络(WSN)由大量的具有感知和通信功能的传感器节点组成,这些具有特定功能的节点可以采集并汇聚数据信息,再将数据发送给汇聚中心进行处理。无线传感器网络给军事和商业应用提供了巨大的发展机会,其中的一个重要应用就是对气体源进行定位跟踪。对无线传感器网络节点定位技术的研究具有重要的理论与实际意义,将成为气体源研究领域的重要部分。本文针对无线传感器网络定位算法,主要的研究工作从以下几个方面展开:论文首先从无线传感器网络的研究背景和意义着手,论述了本论文研究的必要性,并分别对WSN的国内外的研究现状、特点、传感器节点的组成、WSN体系结构和主要应用领域进行了探讨。其次,对定位的基本原理进行了说明,按照基于测距和无需测距的分类标准,阐述了常见的测距技术,着重讨论了几种经典的无需测距的定位算法并加以分析,并介绍了定位算法的评价指标对其性能的影响。接着以三边算法为核心,论文着重对几种典型的三边算法进行了详细分析,对直接三边算法(DT)、组合三边算法(CT)和加权组合三边算法(WCT)的原理及算法实施的具体过程进行了讨论,重点是在此之上提出了一种可以应用于WSN的有效的气体源定位算法—等边三角形分布三边定位算法(ETDT)。ETDT算法考虑到节点分布对定位产生的影响,信标节点采用了等边三角形的部署方案,定位中引入了角度权重函数,并将三边测量定位(Trilateration)与权重重心法(Weighted Centroid)相结合,以降低在定位过程中产生的误差,提高算法的定位性能。针对论文的实际情况,采用了合理的气体源衰减模型,并使用Matlab仿真软件对算法进行仿真分析,通过大量实验仿真这四种定位算法,并对测距数据进行分析,重点比较了改变节点数目、背景噪声几种情况下对定位产生的影响,并通过仿真结果说明了ETDT算法相对于其它同类算法的优越性。论文最后对全文进行了总结。
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