C#无线传感器网络节点定位系统的设计(3)
时间:2017-06-07 15:40 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2 国内外研究现状 1.3 研究节点定位的意义 与传统的无线网络如移动同行网、无线局域网、蓝牙网络等相比，无线传感器网络具有硬件资源受限、自组织、多跳、节点数量众多 等特点。由于这先特点，现有网络中的许多技术并不不能直接应用于无线传感器网络，因此无线传感器网络中有许多关键技术值得研究，节点定位技术就是其中之一。 无线传感器网络中的定位包括两个方面：一是对网络外的监测目标定位，确定目标位置或坐标，也叫跟踪检测：二是对网络中传感器节点的定位，获取传感器本身的位置或坐标，即节点的自定位技术和方法，这是本文重点研究的内容。 无线传感器网络中的大多数应用都需要知道节点的位置信息，传感器节点必须明确自身位置才能详细说明“在什么位置或者区域发生了特定事件”实现对外部目标的定位和追踪。另一方面，节点位置信息还可以提高路由效率，向部署者报告网络的覆盖质量，实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自配置等。要获取节点的位置信息，最直接可靠且精度又高的方法是卫星定位，如覆盖全球的GPS定位系统、覆盖中国全境的“北斗一号”双星定位系统等。但无线传感器网络是一个资源受限的网络，其节点一般都采用电池供电，且不可再次充电，能耗要求极为严格，不能有效支持卫星通行设备。另外传感器节点设计要求廉价、体积小巧，这也决定了网络中不可能对大量节点都配置卫星通信设备，总之，人工部署和为所有网络节点安装卫星通信设备都会受到成本、功耗、扩展性等诸多问题的限制，甚至某些场合根本不可能实现，因此必须采用一定的机制和算法实现节点定位。对于无线传感器网络这些局限性，其定位算法通常应具备以下特点： 1.自组织性：传感器网络的节点随机分布，不能依靠全局的基础设施协助定位。 2.容错性：传感器节点的硬件配置低、能量少、可靠性差，测量距离时会产生误差，算法必须具有较好的容错性。 3.能量高效：尽可能地减少算法中计算的复杂性，减少节点的通行开销，以尽量延长网络的生存周期。 4．分布式计算：每个节点计算自身位置，而非将所有信息传递到某个节点进行集中计算。 本文围绕着节点对未知节点进行网络拓扑模拟并采用三边定位的算法对未知几点进行基本的、简单的位置坐标定位。下文将对节点自定位技术进行深入分析。 1.4 本文的章节安排 本文共分为优尔章，各章的内容安排如下： 第一章简单介绍本课题的研究背景和意义；对无线传感器网络和研究现状进行了概述；介绍了节点自身定位的问题和意义。 第二章阐述了无线传感器网络的体系结构及其基本工作模式并且分析其自身的特点；阐述无线传感器网络节点自定位的基本概念及基本原理；对既有的节点自定位系统及算法按照不同的分类标准进行分类总结，介绍了自定位系统中节点的测距方法和未知节点位置坐标的几种常用计算算法。 第三章是对无线传感器网络节点定位系统设计的整体需求分析，先介绍了程序的可行性分析，分为开发环境的选择和数据库的选用；阐述了系统的功能模块分析，基本明确程序的设计框架和功能结构。 第四章介绍系统的详细设计过程和思路，包括数据库的设计和功能模块的设计。 第五章阐述了系统的实现过程，具体对每个功能模块的操作和作用进行阐明和讲解。 第优尔章对全文的工作进行了总结，分析并展望无线传感器网路节点自定位研究未来可能的方向。 (责任编辑：qin) |