Matlab无线传感器网络DV-Hop定位算法的设计与仿真(2)

菜单

3.1 DV-Hop定位算法介绍 14

3.2 相关问题分析 15

3.3 DV-Hop定位算法的仿真实现 17

3.3.1算法流程图 18

3.3.2网络参数模型 18

3.3.3算法仿真与分析 19

4 DV-Hop改进算法 22

4.1基于正则化的DV-Hop算法基本思想 22

4.2基于正则化的DV-Hop算法流程图 24

4.3基于正则化的DV-Hop算法仿真实验及结果分析 24

结论 27

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

在当前社会信息化的过程中，无线传感器网络(Wireless sensor network)在现在及以后的生活中越来越重要，其由部署在监测区域的节点通过通信技术自组织构成的网络。将大量传感器随机分布到目标区域，可以实现数据的传输以及对目标的监测。其高度的灵活性，容错性使其在医疗卫生、环境监控、军事等领域有相当广泛的应用。其综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术等，

节点的定位则是无线传感器网络技术的重点。无线传感器网络中存在少量位置已知的节点（信标节点），坐标可以通过GPS定位设备等手段获得,其他的未知节点以信标节点为定位参考点。未知节点在获得与邻近信标节点的距离或者相对角度后常用三边测量法、三角测量法或极大似然估计法计算自身位置，少数算法利用网络节点间的连接信息定位未知节点。目前节点定位方法有多种，其分类方法也多种多样。根据定位机制，可将现有的无线传感器网络自身定位算法分为基于测距和非测距两类，前者需要通过测量节点间点到点的距离或角度信息；后者无需距离和角度信息，仅根据网络连通性等信息实现节点的定位。基于测距方法对硬件设施提出了较高的要求，如Euclidean 算法、N-Hop、multilateration primitive 算法、Cooperative ranging算法等。非测距的方法凭借在成本、功耗方面的优势，受到越来越多的关注，如DV-Hop 算法、APIT算法、凸规划算法等。论文网

1.1无线传感器网络发展背景及意义

无线传感器网络的构想最初是由美国军方提出的，美国国防部高级研究所于1978年开始资助卡耐基．梅隆大学进行分布式传感器网络的研究，这被看作是无线传感器网络的雏形。由于其巨大的应用价值，美国军方在之后的预算中，不断加大对该领域的投资，具有代表性的项目包括：1993．1999年间，加州大学洛杉矶分校(UCLA)承担的由DARPA资助的WINS项目；1999．2001年间，DARPA还资助了UC Berkeley开展了Smart Dust项目；1998．2001年间，在DARPA的资助下，UC Berkeley等25个机构联合承担了SensIT项目；1999．2002年间海军研究办公室的SeaWeb计划等。看到在军事领域的巨大应用价值，欧洲和日本等发达国家也相继开展了无线传感器网络研究，也提出了自己的解决方案。2008年1月在欧洲第一届“无线传感器网络论坛”中，德国宣布将研制可用于操纵机器人、监护病人、以及搜寻事故中的死伤者的无线传感器网络节点，该节点仅有豌豆大小，并且功耗低，稳定性高。20世纪90年代末期，国外的各大科研机构均相继展开了对于无线传感器网络节点定位的研究，并取得了一定的成果。比较著名的定位系统有：1992年AT&T Laboratories Cambridge开发的室内定位系统ActiveBadge，1999年又开发了一套新的室内定位系统，但是这两种系统都只能在室内环境中使用，同时功耗和节点成本也较高。这些因素都限制了两套系统的推广使用；2002年MIT的研究者，将射频信号和超声波信号相结合，开发出了Cricket定位系统：2003年微软公司也推出了自己研制开发的RADAR系统，该系统利用射频信号的传输模型测量接收信号的能量强度来判断距离，从而实现定位。我国由于诸多历史问题的限制，对无线传感器网络的研究起步较晚。在最近的几年中也开始逐步重视无线传感器网络的研究。国家自然科学基金委员会资助了很多的WSN研究项目。2006年4月《国家中长期科学与技术发展规划纲要》发布，其中为信息技术发展确定的三个前沿方向中，有两个与无线传感器网络直接相关。在“中国未来20年技术预见研究”报告中有七项技术课题直接论述了WSN。