收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

无线传感器网络非测距定位技术研究

牛延超  
【摘要】:无线传感器网络大规模、低成本、自组织的特性使其在环境监测、军事侦察、野外勘探等领域具有无可比拟的技术优势和广阔的应用前景,深刻改变了人与自然的交互方式,实现了随时随地“人与物”之间以及“物与物”之间的信息传递。节点定位是无线传感器网络的重要支撑技术,能够提供监测事件或者跟踪目标的位置信息,同时也为提高路由效率、优化网络覆盖、实现拓扑控制等提供技术支持。因此,节点定位技术是无线传感器网络的重要研究内容之一。 从现有的研究成果来看,基于测距的无线传感器网络定位技术通常需要复杂的硬件设备,因此,这类技术应用于大规模的无线传感器网络时具有较大的局限性。出于成本和系统规模的考虑,非测距定位算法机制具有巨大的技术优势,尤其是基于跳数的非测距定位算法。它们无需大量已知位置的锚节点和时间同步等支撑,协议简单且系统扩展性好。但这类算法通常假设无线传感器网络处于理想情况,忽略了实际环境中可能存在的不规则部署、安全威胁、通信模型不理想等情况,势必会影响在实际应用中的定位效果。本文主要针对几种无线传感器网络不理想的情况,提出了基于非测距定位算法的定位问题解决方案,,并给出了仿真实验分析和性能评估。论文的工作得到了国家自然基金项目(No.60773182,No.60972010)和国家863项目(2007AA01Z241)的支持。本文取得的研究成果和主要创新点如下: (1)在分析和总结国内外无线传感器网络定位算法的基础上,综述了典型的基于跳数的Range-free定位算法和位置估计优化方法,并详细分析和比较了这些方法在理想的情况下的定位误差分布和性能的影响因素。 (2)提出一种适用于无线传感器网络节点部署不理想情况的定位算法,该算法基于网络拓扑结构分割,借助于简单的平均跳数距离判断准则,将不规则的拓扑结构分割成规则区域,并确定规则区域边界估计待测节点位置。该定位算法无需复杂的矩阵计算和迭代求解,在取得较好的定位精度的同时,降低了算法的计算复杂度。 (3)针对无线传感器网络存在虫洞攻击,破坏网络拓扑结构的情况,提出了一种抗虫洞攻击的定位算法。基于节点间跳数和距离关系,估计有效的锚节点信息测量范围,按照几何凸约束对锚节点信息集合进行测量一致性划分,并给出待测节点候选位置的筛选策略。该定位算法无需配置安全防范措施或者恶意节点检测的安全定位机制。实验结果表明无论网络中是否存在虫洞攻击,都能够得到较好的定位精度,且算法性能稳定。 (4)针对无线传感器网络通信模型不理想的情况,提出一种更符合实际情况的Quasi-UDG模型的定位算法。借助于节点部署的概率情况,设计一种Quasi-UDG模型下节点间跳数与距离关系的评估方法,进一步考虑边界效应和多跳依赖问题,推导出已知节点跳数的距离分布密度,设计距离信息的权重实现对待测节点的位置估计。仿真实验结果表明,该算法在Quasi-UDG模型下能够得到较好的定位精度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 邓彬伟;黄光明;;无线传感器网络网格定位算法[J];计算机工程与应用;2010年29期
2 赵磊;王丽侠;徐家品;;无线传感器网络传输错误统计的测距算法[J];无线电通信技术;2008年01期
3 周书旺;王英龙;郭强;魏诺;;基于微粒群算法的无线传感器网络节点定位方法[J];山东大学学报(理学版);2009年09期
4 侯守峰;周小佳;闫斌;;无线传感器网络中移动节点定位算法研究[J];小型微型计算机系统;2011年06期
5 白凤娥;姜晓荣;牟汇慧;;无线传感器网络DV-Hop定位算法的研究[J];计算机与数字工程;2010年03期
6 李兴春;温浩;王宏;;一种改进的免测距节点定位算法研究[J];传感器世界;2008年12期
7 蒲宝明;李爱华;王金英;李清;;一种复杂环境中WSN锚节点的布置算法研究[J];微计算机信息;2009年16期
8 张健;李鸥;刘广怡;;改进的无线传感器网络到达时间定位算法[J];计算机工程;2009年19期
9 张琳;王建国;;基于非测距的无线传感器网络节点定位技术研究[J];电脑开发与应用;2009年11期
10 周书旺;王英龙;郭强;魏诺;郭文娟;;传感器网络节点的微粒群定位算法[J];山东科学;2009年05期
11 薛锋;刘忠;许江湖;;水下无线传感器网络节点的自定位方法[J];海军工程大学学报;2010年04期
12 岳秋艳;王文学;郭霞;;基于无线传感器网络的煤矿井下人员定位系统设计与实现[J];电脑知识与技术;2011年15期
13 伍彩琴;高飞;董国芳;;基于锚节点主动部署机制的WSN节点定位算法综述与分析[J];云南民族大学学报(自然科学版);2011年03期
14 唐辉;张英杰;阮承治;;基于DV-HOP的改进算法及仿真[J];电子科技;2010年07期
15 蔡敏智;殷建平;蔡志平;;基于锚节点的无线传感器网络分簇路由协议[J];计算机科学;2008年07期
16 郑大松;蒋挺;周正;;DLE节点定位方法的改进算法[J];无线电工程;2008年10期
17 李长庚;李新兵;;基于Monte Carlo的非测距传感器网络定位算法[J];计算机工程;2008年24期
18 杜巧玲;钱志鸿;丁锐;王树勋;;磁偶极子模型的无线传感器网络定位方法[J];吉林大学学报(工学版);2009年S1期
19 陆雨花;章勇;;无线传感器网络节点定位技术探讨[J];微计算机信息;2009年31期
20 刘志华;陈嘉兴;陈霄凯;;无线传感器网络中序列定位新算法的研究[J];电子学报;2010年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭旭斌;叶长城;王忆文;李辉;;基于无线传感器网络的室内定位系统[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
2 徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;;基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
3 骆吉安;柴利;;无线传感器网络的滚动时域状态估计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 曹芳菲;何文麟;陈红;;无线传感器网络中基于预测的Top-k监测(英文)[A];第二十五届中国数据库学术会议论文集(一)[C];2008年
5 龙昭华;李景中;蒋贵全;张林;;基于无线传感器网络的普适计算研究[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
6 邢佩龙;徐久强;赵海;田鹤;;无线传感器网络中的模糊质心算法[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
7 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 刘阳;杨晓春;王斌;于戈;李斌阳;;无线传感器网络中一种基于历史数据分组的感知查询技术[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
9 王军;;无线传感器网络节点定位算法设计模式探讨[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
10 马礼;唐长茂;;一种基于分簇的无线传感器网络数据存储管理系统[A];2010年第16届全国信息存储技术大会(IST2010)论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 牛延超;无线传感器网络非测距定位技术研究[D];北京交通大学;2010年
2 刘影;无线传感器网络节点定位算法研究[D];吉林大学;2011年
3 丁英强;基于无线传感器网络的定位和跟踪算法研究[D];天津大学;2009年
4 孙大洋;无线传感器网络节能问题研究[D];吉林大学;2010年
5 贺远华;无线传感器网络非视距定位技术研究[D];武汉理工大学;2010年
6 赵宝康;无线传感器网络隐私保护关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 姜宇;基于无线传感器网络的远程抄表关键技术研究[D];吉林大学;2011年
8 周彦;无线传感器网络中基于量化信息的目标状态估计与融合[D];上海交通大学;2010年
9 谷雨;无线传感器网络中目标覆盖的研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 马永波;无线传感器网络精确动态定位及其安全性问题研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝晓强;无线传感器网络定位技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 张佳;无线传感器网络定位技术研究[D];西安科技大学;2010年
3 贾洪东;无线传感器网络节点定位技术研究[D];中国地质大学;2011年
4 刘超;无线传感器网络测距定位的关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 马兵;基于测距的无线传感器网络定位优化算法的研究[D];山东大学;2011年
6 张泓泉;无线传感器网络节点定位算法研究[D];山东大学;2011年
7 陈民丽;无线传感器网络无需测距定位算法的研究[D];西南交通大学;2012年
8 靳洪旭;无线传感器网络节点定位攻防机制研究[D];兰州理工大学;2010年
9 冯红红;群智能优化算法及其在无线传感器网络布局中的应用[D];吉林大学;2012年
10 杨世杰;无线传感器网络节点定位算法研究[D];浙江工业大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 美国专利律师 谭文晔 薛之扬;无线传感器网络技术专利分析[N];科技日报;2010年
2 本报记者 赵建国;无线传感器网络改变未来世界[N];中国知识产权报;2011年
3 温雅路;利用无线传感器网络提高地质灾害监测能力[N];人民邮电;2008年
4 赛迪顾问信息产业研究中心高级咨询师 王坤;国内外物联网技术研究进展[N];通信产业报;2009年
5 本报记者 姚传富;科学准确地认识物联网[N];人民邮电;2009年
6 沈建苗 编译;理智部署无线传感网[N];计算机世界;2010年
7 卞 辑;无线传感器网络观测平台投入应用[N];中国气象报;2011年
8 ;无线传感器网络供电获新援[N];计算机世界;2004年
9 罗清岳;让无线传感器网络走入生活[N];电子资讯时报;2007年
10 记者 陆成钢 通讯员 尚晓天;以无线传感器网络打造智能化城市[N];嘉兴日报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978