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《江西理工大学》 2018年
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矿井巷道中无线传感器网络移动节点路由机制和定位算法的研究

胡云青  
【摘要】:无线传感器网络主要应用于对环境的监测和目标的跟踪。而对于矿井巷道而言,由于无线传感器网络受到煤尘、瓦斯等影响容易造成节点性能的下降和定位精度的不准确。因此本文根据矿井巷道中链式的无线传感器网路的节点部署情况一种提高网络生命周期的路由协议;在改进的路由机制前提下,提出一种改进的三维DV-HOP算法来实现对矿井巷道中具有移动性的节点来实现精确的定位。(1)为解决矿井巷道中无线传感器网络节点分布不均匀,造成节点能量不均衡而引起网络生命周期降低的问题。本文提出了一种改进的DEEC协议来实现对矿井巷道内节点能量的均衡,首先对不同区域内普通节点进行选举,并引入普通节点剩余能量和普通节点到Sink节点的距离的权重系数来确定节点成为簇头节点的概率,其次将矿井区域中簇头通信范围内的普通节点和簇头节点建立簇区,通过选取簇头的阈值来确定簇头节点,实现本簇区域下普通节点向簇头传递数据信息,从而实现本簇区域下普通节点向簇头传递数据信息,减小能耗对整个网络寿命的影响。(2)针对矿井巷道环境中无线传感器网络中因跳距与跳数估计不准而引起移动节点定位的定位误差的问题。本文提出了改进的锚节点间距离对锚节点跳距重估以及实现对最小跳数修正的DV-HOP算法来实现对移动节点定位的研究。首先通过锚节点到锚节点的实际距离与锚节点平均每跳距离与最小跳数乘积值的误差值,来实现对距离待定位节点最近锚节点的平均跳距进行重估;通过修正后的锚节点平均跳距来求出理论锚节点的最小跳数,并通过理论最小跳数和实际最小跳数之间比值的修正值来实现对待定位节点的最小跳数修正,最后求出待定位节点到锚节点间距离,并采用极大似然估计法来求得待定位节点的位置。综上所述,本文主要是以矿井巷道为研究对象的,通过改进的DEEC路由协议,来延长矿井巷道的生命周期,同时通过改进的三维DV-HOP算法来实现对矿井巷道中移动节点位置的定位。实验结果表明,改进的DEEC协议提高,矿井巷道中无线传感网络的生命周期;改进的三维的DV-HOP算法,提高矿井巷道中移动节点的定位精度。
【学位授予单位】:江西理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN929.5;TP212.9

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