[毕业设计 论文 精品]无线传感器网络基于移动信标优化路径的定位算法研究

A1A3I学位论文工学基于移动信标优化路径的定位算法研究二零一零年五月A4A0A2A5II摘要无线传感器节点定位技术是无线传感器网络的关键技术之一，是无线传感器网络大多数应用的基础。无线传感器网络应用的大多数领域,如目标监测与跟踪、路由位置信息的获取等，都需要知道节点的位置信息。为此我们需要研究更为有效的定位算法，降低定位成本，提高定位精度。针对这种情况，本论文对基于移动信标优化路径的无线传感器网络节点算法进行了研究，该定位算法能够实现节点的高效率定位。文章在DVHOP定位算法中引入移动信标节点，并研究信标节点的动态选择算法及移动路径优化算法。本文的主要完成的工作有1、分析归纳常用的无需测距的定位算法和基于信标的定位算法，研究基于信标的定位算法的定位机制，研究利用移动信标的信息来进行定位计算。2、提出基于移动信标改进的DVHOP定位算法，该算法在DVHOP定位算法的基础上，利用一个移动的信标节点在网络中按G20056定的路径移动并G993G7041的G5203G6785G14270G5061的位置信息，G5430成多个G15406G6323信标，研究G5191G3355G17351距G12175的G2164G7447算法和信标节点的动态选择算法，降低定位的成本和G5079网的G3809G7446度，提高节点定位的精度和效率。3、G13479G2524基于移动信标改进的DVHOP定位算法，提出了G19766G2533无线传感器网络的移动信标的路径G16280G2022G7053法，G6238G3282论引入信标移动路径G16280G2022，获取针对G6164G3800网络G17842G17902G10378况的优化信标移动路径，提高算法的定位精度，G1955G4581算法定位G17819G12255的G17902信G5332G19156，提高算法的效率。G7380G2530在OMNETG1235G11507G10627G3671G991，G1235G11507基于移动信标的定位算法，G5326G12447G2265G6336移动G7246能节点和G7234G17902节点的G1235G11507G8181G3423，G17902G17819定位G17819G12255的G17902信和数G6466G3800G10714计算G7422知节点的位置，G1235G11507G15932G7138，基于移动信标优化路径的定位算法G7094改G2904了定位的精度，G2460G1955G4581了定位算法的G17902信G5332G19156，提高无线传感器网络节点定位效率。关键词无线传感器网络G727移动信标G727优化路径G727OMNETG727G7246能节点A8A6A7A9A10A8A11A9IIIABSTRACTWIRELESSSENSORNODELOCALIZATIONISONEOFTHEKEYTECHNOLOGIESFORWIRELESSSENSORNETWORKSITSTHEFOUNDATIONOFMOSTWIRELESSSENSORNETWORKAPPLICATIONS,SUCHASTARGETSURVEILLANCEANDTRACKING,ROUTINGANDOTHERLOCATIONINFORMATIONACQUIRING,ALLOFTHESENEEDTOKNOWTHELOCATIONINFORMATIONOFTHENODESSOWENEEDMOREEFFECTIVELOCALIZATIONALGORITHMTOREDUCETHECOSTANDINCREASETHEPRECISIONINRESPONSE,THEPAPERRESEARCHTHENODESLOCALIZATIONALGORITHMFORWIRELESSSENSORNETWORKBASEONMOBILEBEACONWITHOPTIMALPATHTHISALGORITHMCANACHIEVEHIGHEFFICIENCYOFPOSITIONINGNODESWEINTRODUCEDMOBILEBEACONNODEINTODVHOPLOCALIZATIONALGORITHM,ANDSTUDYTHEDYNAMICBEACONNODESELECTIONALGORITHMANDMOVINGPATHOPTIMALALGORITHMTHESEMAJORWORKSARE1SUMMARIZESCOMMONRANGEFREELOCALIZATIONALGORITHMANDTHEALGORITHMSBASEONBEACON,STUDYTHEPOSITIONINGMECHANISMOFLOCALIZATIONALGORITHMSBASEONBEACON2IMPROVINGDVHOPLOCALIZATIONALGORITHMBASEDONMOBILEBEACON,THEALGORITHMUSEAMOBILEBEACONNODETOMOVEINTHENETWORKACCORDINGTOAPREDETERMINEDPATHANDBROADCASTITSLOCATIONINFORMATIONTHATCREATEVIRTUALBEACONSWESTUDYTHEWEIGHTEDAVERAGEHOPDISTANCEALGORITHMANDTHEDYNAMICBEACONNODESELECTIONALGORITHMTOREDUCELOCALIZATIONCOSTSANDCOMPLEXITYOFDISTRIBUTIONNETWORKSANDIMPROVEACCURACYANDEFFICIENCYOFNODELOCALIZATION3COMBINEDWITHTHEIMPROVEDDVHOPLOCALIZATIONALGORITHMBASEDONMOBILEBEACON,WEPROPOSEDMOBILEBEACONPATHPLANNINGMETHODFORWIRELESSSENSORNETWORKSGRAPHTHEORYISINTRODUCEDINTOTHEMOBILEPATHPLANNINGBYACQUIRINGCONNECTIVITYCONDITIONSOFTHENETWORKWEOPTIMIZETHEPATHOFMOBILEBEACONTHESEMAKEINCREASEOFPOSITIONINGACCURACYOFPOSITIONINGALGORITHMANDREDUCECOMMUNICATIONCOSTS,IMPROVEEFFICIENCYOFTHEALGORITHMFINALLY,WESIMULATEMOBILEBEACONBASELOCALIZATIONALGORITHMINOMNETA12A13A14A15IVSIMULATIONENVIRONMENTBYMODELINGMOBILEINTELLIGENTNODESANDORDINARYNODESINTHENETWORKTHENETWORKCOMPUTESTHEUNKNOWNNODESLOCATIONTHROUGHTHEPOSITIONINGPROCESSOFCOMMUNICATIONANDDATAPROCESSINGTHESIMULATIONRESULTSSHOWTHATTHEALGORITHMBASEONMOBILEBEACONWITHOPTIMALPATHNOTONLYIMPROVESTHEPOSITIONINGACCURACYBUTALSOREDUCETHECOMMUNICATIONOVERHEADOFLOCATINGM,THESEIMPROVETHEEFFICIENCYOFWIRELESSSENSORNODESLOCALIZATIONKEYWORDSWSNG727MOBILEANCHORG727OPTIMALPATHG727OMNETG727SMARTNODEA16A17V目录摘G3要IIABSTRACTIII目G3录VCONTENTSVII第一章G3绪G3论111本论文的研究G13984G7235及G5859G10531111研究G13984G7235与G5859G10531112G16850G20076来G9316312G3281G1881G3818研究现G10378313本论文的主要研究G1881G4493与G13479G75125第二章G3传感器网络常用节点定位算法相关研究721无线传感器网络基于信标节点的定位算法7211G11468关工作7212基于信标定位算法的优点922无线传感器网络常用的定位G7053G5347的实现10221G7509大G1296G9994G1284计法10222G989G17805测G18339定位法11223G989G16294测G18339定位法1223常用的节点定位算法13231常用的RANGEBASE节点定位算法13232常用的RANGEFREE节点定位算法1624本章G4579G1347918第三章G3基于移动信标的节点定位算法1931无线传感器网络基于移动信标改进的DVHOP定位算法19311G3DVHOP定位算法20312移动信标节点定位算法23A18A19A20A21VI313G1235G11507分析2632基于移动信标动态选择改进DVHOP定位算法28321DVHOP定位算法G5191G3355G17351距G12175计算G16835G5058来G9316分析29322基于移动信标动态选择的改进G3423DVHOP定位算法G17819G1225531323G1235G11507分析3433本章G4579G1347935第四章G3无线传感器网络移动信标的路径优化3641无线传感器网络移动信标的移动G8181G3423分析36411G3G19555机移动RWPRANDOMWAYPOINTG8181G342336412高G7043G20544G4584G2499G3839移动GAUSSMARKOVG8181G342337413G15758线移动G8181G34233842G19766G2533无线传感器网络节点定位的移动信标的路径优化38421基于G3282论的信标移动路径G16280G2022G7053法39422G19766G2533传感器网络的移动信标路径G16280G2022的G1235G11507实现4043本章G4579G1347942第五章G3基于移动信标优化路径定位算法的仿真实现4351G1235G11507实G20576工G1867和实G20576G7053法G12628G1786043511OMNETG1235G11507实G20576G5191G2500G1183G1347343512定位算法G5627能G16792G1227G6363标及分析G7053法4452基于移动信标的传感器网络定位算法的G16786计45521无线传感器网络G1235G11507G12255G5219G8181G3423及G12255G5219G16786计46522定位G17819G12255G1235G11507G12255G5219G16786计5153基于移动信标优化路径的定位算法G5627能分析5254本章G4579G1347955结论与展望56参G3考G3文G3献57攻读学位期间发表的学术论文60攻读学位期间参加的科研项目61独创性声明62致G3G3谢63A22A23A24A25A26A24A25A27VIICONTENTSABSTRACTCHINESEIIABSTRACTENGLISHIIICONTENTSCHINESEVCONTENTSENGLISHVIICHAPTER1INTRODUCTION111RESEARCHBACKGROUNDANDMEANINGOFTHISSUBJECT1111RESEARCHBACKGROUNDANDMEANING1112SOURCEOFTHISSUBJECT312DOMESTICANDFOREIGNRESEARCHSTATUS313MAINCONTENTANDSTRUCTUREOFTHISSUBJECT5CHAPTER2COMMONNODESLOCALIZATIONFORSENSORNETWORK721LOCALIZATIONALGORITHMBASEONBEACON7211REALATIVEWORK7212THEADVANTAGEOFLOCALIZATIONALGORITHMBASEONBEACON922IMPLEMENTOFCOMMONLOCALIZATIONWAYS10221MAXIMUMLIKELIHOODESTIMATION10222TRILATERATIONMETHODLOCALIZATION11223TRIANGULATIONMETHODLOCALIZATION1223COMMONNODESLOCALIZATIONALGORITHM13231COMMONRANGEBASENODESLOCALIZATIONALGORITHM13232COMMONRANGEFREENODESLOCALIZATIONALGORITHM1624SUMMARYOFTHISCHAPTER18CHAPTER3LOCALIZATIONALGORITHMBASEDONMOBILEBEACON1931IMPROVINGDVHOPALGORITHMBASEONMOBILEBEACON19311DVHOPLOCALIZATIONALGORITHM20312NODESLOCALIZATIONALGORITHMBASEONMOBILEBEACON23313SIMULATIONRESULT2632IMPROVINGDVHOPALGORITHMBASEONMOBILEBEACONDYNAMICSELECTION28321ANALYSISTHEERRORRESOURCEOFDVHOPAVERAGERHOPDISTANCE29322THEPROCESSOFTHEIMPROVINGLOCALIZATIONALGORITHM31323SIMULATIONRESULT3433SUMMARYOFTHISCHAPTER35A28A29A30A31VIIICHAPTER4MOBILEBEACONMOVINGPATHOPTIMIZATION3641ANALYSISTHEMOVINGMODELOFMOBILEBEACON36411RWPRANDOMWAYPOINTMOVINGMODEL36412GAUSSMARKOVMOVINGMODEL37413SPIREMOVINGMODEL3842MOBILEBEACONMOVINGPATHOPTIMIZATIONFORWSNS38421MOBILEBEACONPATHPLANNINGBASEONGRAPHTHEORY39422SIMULATIONOFTHEMOBILEBEACONPATHPLANNING4043SUMMARYOFTHISCHAPTER42CHAPTER5SIMULATIONOFLOCALZAITIONALGORITHMBASEONMOBILEBEACON4351INTRODUCTIONOFSIMULATIONTOOLSANDENVIRONMENT43511INTRODUCTIONOFOMNET43512LOCALIZATIONALGORITHMPERFORMANCEEVALUATIONANDANALYSIS4452LOCALIZATIONALGORITHMDESIGNBASEONMOBILEBEACON45521PROGRAMMINGANDMODELINGLOCALIZATIONALGORITHM46522PROGRAMMINGTHEPROCESSOFTHELOCALIZATIONALGORITHM5153PERFORMANCEEVALUATIONANDANALYSISOFTHELOCALIZATIONALGRITHMBASEONOPTIMIZEPATH5254SUMMARYOFTHISCHAPTER55CONCLUSIONANDPROSPECT56REFERENCES57PUBLISHEDPAPERS60PARTICIPANTPROJECTS61ORIGINALCREATIVESTATEMENT62ACKNOWLEDGEMENTS63A32A33A34A35A301第一章绪论11本论文的研究背景及意义111研究背景与意义无线传感器网络G13520G2524了传感器、G4896入G5347计算、分G5079G5347信息G3800G10714和无线G17902信等技术，由G16780多G11468G2528G6122G993G2528G12879G3423传感器节点G17902G17819无线G17902信实现G14270G13464G13467，G5430成分G5079G5347G14270G8847网络。G4439G6183G11784了传G13491的点对点的数G6466信息G1144G1126G7053G5347，G5114来了一种G1852G7044的信息获取和G3800G10714G8181G53471。无线传感器网络WIRELESSSENSORNETWORKS，WSN是由部署在监测区G1881大G18339的廉G1227微G3423传感器节点G13464成，G17902G17819无线G17902信G7053G5347G5430成的一个多G17351的G14270G13464G13467的网络系G13491，其目的是协作地感知、采集和G3800G10714网络覆盖区域G1881感知对象的信息，并传送给观察者2。传感器网络节点在部署时往往是G993G2499控制的，比如在大G3423的无线传感器网络应用中，G17902常将节点撒G6785在很G5203的区域里，网络中大部分的节点的位置是G7422知的，事先G993能确定，但无线传感器网络的大多数应用都需要知道网络中节点的位置信息，才G2499能获取到网络中事件的发生位置和信息来G9316位置。因此，定位是无线传感器网络的主要应用领域之一，对于大多数应用，G993知道节点位置而感知的数G6466是没有G5859G1053的。只有在传感器节点G14270身正确定位G2530，才能确定传感器节点监测到的事件及信息发生的G1867体位置3。节点必须G7138确G14270身位置才能详细说G7138“在什么位置G6122区域发生了特定事件”，实现对G3818部目标的定位和追踪。此G3818，在G16786计路由协议时利用节点位置信息还G2499以提高路由效率，为网络提供命名空间，G2533网络部署者报告网络的覆盖质G18339，实现网络的负载G3355衡以及网络拓扑的G14270配置4。因此，节点的定位问G20076已经成为无线传感器网络的一个重要的研究G7053G2533。传感器节点G14270身定位就是一种G17902G17819G1284计至邻居节点的距G12175G6122邻居数目，利用节点间的信息G1144换来确定各节点G14270身位置的机制。在传感器网络中，节点能够G14270主确定位置被认为是其基本能力和系G13491的基本服务之一。对于WSN来说，人工A36A37A38A392部署G6122为G6164有网络节点配置GPS装置都会受到成本、功耗、拓展G5627等问G20076的限制，因此，寻求WSNG14270身定位机制成为G16780多研究机G7512和学者共G2528探讨的问G200764。无线传感器网络中，根G6466定位G17819G12255中是否实际测G18339节点间的距G12175，G6238定位机制分为基于测距的RANGEBASED定位和距G12175无关的RANGEFREE定位G7053法5。前者需要测G18339G11468邻节点间的绝对距G12175G6122G7053位，G9994G2530利用该实际距G12175来确定G7422知目标节点位置G727G2530者则仅利用节点间距G12175关联关系计算目标节点位置。RANGEBASED算法G17902G17819测G18339G11468邻节点间的实际距G12175G6122G7053位进行定位，测G18339距G12175的G1867体的G7053法有TIMEOFARRIVALTOA6，TIMEDIFFERENCEOFARRIVALTDOA7，RADIOSIGNALSTRENGTHRSSI8和ANGLEOFARRIVALAOA9等。RANGEBASED算法能够实现精确定位，但由于需要在节点中G2164入GPSG6122其G4439附G2164的测距的硬件G16786备，在实际应用中G6164需的成本较高。而RANGEFREE定位算法由于降低了对节点硬件的要求，引起了更多的关注，典G3423算法有DVHOP10算法,基于RSSI的DVHOP11算法,基于G17842G17902G5627的定位算法12等。目前基于距G12175的定位算法都是利用静态的几何关系来确定节点位置，且对信标节点的G5079置和密度要求高，如G989G17805、多G17805测G18339定位、基于G16294度测G18339定位等算法，都需要移动节点至G4581获得3个G6122者3个以上信标节点提供的坐标和距G1217513。另一种思想则是使信标G6122者信标运动起来，G17902G17819G5114有GPS的已知位置的移动信标按某一G16280G2022G3921的路径G6122运动G8181G3423G17953G2394G7422知节点的区域，并发送定位信G2507，其G4439节点获取这G1135信G2507来进行定位计算。动态算法的研究是G7380G17829G1864起的一个G9921点，G10714论还G993完G2904，有G2047于静态算法G6164G9053及的都是G3278定节点，其主要是讨论对传感网中移动节点定位的G7053法14，G2265G6336G5465测节点的运动和信标节点的运动。G5415G9994G1186G10714论上G16774，完G1852G2499以G1523G18504静态已有的成G10099算法，计算出特定时G2063的节点位置，但因为节点的运动，对定位算法的实时G5627要求较高，G17902常的改进G7053法是G2164入对节点运动的G20056测G1284计15，G6122是使定位算法能G14270动G17878应G993G2528节点运动的G7053G5347，G1186而提高对运动节点的定位G1946确G5627。G15441G9994节点的移动G5627使定位G17819G12255G3809G7446化，但是利用节点的移动G5627G2499提高定位精度，G1955G4581定位G1207G1227。在BERGAMO等的研究中，网络中有2个G3278定的信标G2533G1852网传送坐标信息，其G1325G3800于运动G10378态的节点根G6466G6521G6922到的信G2507G5390度进行G14270身定位16。G3281G1881G3818学者对定位问G20076进行了大G18339研究，提出了几种比较典G3423的定位算法A40A41A42A43A38317。但这G1135算法G7234G17953G4396在以G991G4628限18G311G1393G17194特G8542硬件的G6915G6357G727G312需要特G8542的网络拓扑G13479G7512。而在无线传感器网络中引入移动节点，G2499以G3698G5390其功能。如文G1049819G17902G17819将几个G7422知节点移动到网络节点密度G11468对G12244G11107的区域以G5369G15929节点密度度分G5079G993G3355G2260的G993G17287。文G1049820提到利用移动G2454G13783节点和RSSIG6521G6922信G2507G5390度G6363G12046G7053法对G7422知节点进行定位，但是在现实G10627G3671中，G9213度、G19568G11873G10301、传G6785G8181G5347等G7477件往往都是G2476化的，使得RSSI技术在实际应用中G1185G9994G4396在G3268G19602。G4600其是节点对能耗，体G12227等要求G1017G7696时，更多的时G1517并G993能应用这种基于测距的定位技术。G1825测距的定位算法G993需要测G18339节点间的距G12175，而是利用距G12175G11702G18339路由、网络G17842G17902情况G6122者GPS定位等思想提出的一种分G5079G5347定位G7053法，无需测距，这无G11109降低了G13464网成本。但由于没有G11468应的硬件测距G6915G6357，定位G4396在一定G12255G5219的G16835G5058，G5415网络中G4396在G19568G11873G10301时，节点间的G8443G8675距G12175会因为G5379G7366路径而G1147生较大的G16835G5058，精度G1075G11468应的降低21。因此如何提高这种G1825测距定位算法的精度G1075成为了一个研究的G9921点G7053G2533。112课题来源本G16850G20076来G9316于G3281G4490G14270G9994G12197学基G18341G17176G2173G20045目G708G13546G250760673132G709G727G5203G1008G11477G14270G9994G12197学基G18341重点G20045目G708G13546G250707117421G709。12国内外研究现状基于移动信标的定位算法是G17829G5192来的研究G9921点。由于网络定位算法大多G1393G17194于信标节点的密度，网络的联G17902G5627。而信标节点的G17908G1227数G1505G10990至G2325几G1505于G7234G17902节点，G6164以其定位成本较高。而移动信标节点G17902G17819引入一个G2499在网络中G9471G9228移动的节点来G5203G6785G14270G5061的位置信息G7512成G15406G6323信标，G1186而G2499以降低定位成本，提高定位效率。G6164以移动信标的定位算法G17829来成为G7044的研究G9921点，G3281G1881G3818G16780多学者进行了G16780多的研究，基于移动信标的定位算法主要研究问G20076是如何将移动信标与现在的定位算法G13479G2524，研究G7512G17908的G15406G6323信标的动态选择算法及移动信标的移动路径的G16280G2022。为此，G3281G1881G3818有G16780多学者G6238移动信标与经典的质G5527定位算法、APIT定位算法及DVHOP定位算法等G11468G13479G2524来改进这G1135定位算法。而质G5527定位算法及A36A37A38A394DVHOP定位算法因为无需测距有G11540更多的优G2195G1075得到更多的研究。无需测距G708RANGEFREEG709的定位算法G993需要G11464G6521测G18339距G12175信息，而是根G6466网络的G17842G17902G5627确定网络中节点之间的G17351数，G2528时根G6466已知位置G2454G13783节点的位置等信息G1284计G8611一G17351的大G14280距G12175，G9994G2530G1284出节点在网络中的位置22。典G3423的无需测距的定位算法有DVHOP定位算法，APIT定位算法、质G5527定位算法、AMORPHOUS定位算法等，G4439们G6164需的网络G8181G3423都是由G2454G13783节点和G7422知位置的节点G13464成。G17902G17819移动信标，G6122者说移动信标来对G6984个网络的G7422知节点进行定位的G7053法是G7380来G1864起的一种G7044的定位G7053法，将节点装载在移动机器人上G6122是进行节点撒G6785的G20146行器上，并且该节点装有GPSG6122其G1194定位装置，这G7691就G7512G17908了移动信标23。G4439G2499以在移动的G17819G12255中实时获得其G5415前的位置信息。G17902G17819移动信标来定位的主要思想是移动信标在“感G1864G17271的区域G1881G708REGIONOFINTEREST，G12628G12228ROIG709”24移动的G17819G12255中，G993G7041的G5203G6785G2265G2559其G5415前位置信息的分G13464，在其G17902信G2334径G1881的节点将G6521G6922到这G1135G5203G6785分G13464，G5415G7422知节点G6521G6922到G989个G6122者G989个以上的与其距G12175为R的位置信息时，就G2499以利用G989G17805测G18339法G6122G7509大G1296G9994G1284计法17计算该G7422知节点的位置。G3281G1881G3818对于移动信标的定位G7053法及信标的移动路径的G16280G2022研究G3800于起G8505G19466G8585，G11468关的文G10498并G993多，提出的算法G1075G993够成G10099，文G1049825和26提出的定位G7053法只需要一个G2499以移动的信标，其中文G1049825利用TOA测距技术和质G5527法来计算G5465定位节点位置，文G1049826G993需要G3809G7446的测距技术，而是G17902G17819信标的G993G7041运动并利用几何限制关系来计算G5465定位节点位置。文G1049827则在DVHOP的基础上引入移动的信标G5430成一种G7044的MADVHOP算法，实现在G993提高硬件成本的情况G991，G2460能G17810到G2528G7691定位效G7536的G7512想。其定位的主要思想是G5415移动信标在定位区域G1881移动时，移动到G14521G5190个G7044位置，G12447G2375在该位置G15929G1817一个G7234G17902节点。根G6466信标的G2375时位置信息，G7044位置的G7234G17902节点知道G14270身的位置。G4439们就等G2528于信标。另G3818，G3698G2164G7234G17902节点的G2528时，G1075提高了G19555机网络的G17842G17902度。引入移动信标的优G2195是G2375使只有一个信标G1075G2499以实现对G7422知节点的定位。本论文针对基于信标的定位算法需要较高的信标节点密度G4560G14280定位成本提高的情况，引入移动信标在网络中移动并G5203G6785G14270G5061的位置分G13464信息在网络中G7512成G15406G6323信标的G7053法来定位G7422知节点，在DVHOP定位算法的基础上将移动信标G7512成A40A41A42A43A385的G15406G6323信标来计算G5191G3355G17351距G12175并G13479G2524G17351数信息来对G7422知节点定位，G17902G17819G16280G2022优化的路径来提高定位效率。对于移动信标的移动路径的G16280G2022G1075是一个重要的问G20076，本文进行了G2033G8505的研究。G5415采用移动信标在网络中移动来G5203G6785定位信息时，移动信标的移动路径及G5203G6785时间的选取，则很大G12255G5219上G1927定了网络定位的能G18339G9052耗及定位的效率。G6937研究信标的移动路径G16280G2022，使网络中的节点以G7380G4579的G1207G1227获得G17287够多用于G14270身定位的信息成为一个重要的研究G1881G4493。目前G3281G1881G3818主要的路径G16280G2022G3355为静态的路径，研究如何使移动节点的移动G17724G17869G2499以G4625G18339覆盖网络区域。这G7691的算法G7186G9994G993能G7380大限度的节G13434节点的能耗，对于G1017G7696要求能G9316的传感器网络节点来说，必G9994需要更为优化及G17878用于G5415前网络的路径G16280G2022算法来使节点移动路径G4625G2499以G4581，G1955G4581G5203G6785的信息来G1955G4581网络节点的G17902信G9052耗。根G6466现有的路径G16280G2022G7053法，G2499以G6238路径的G16280G2022分为静态和动态G16280G2022，静态的路径G16280G2022与网络的G17842G17902G10378况无关，根G6466需要定位的ROI区域，G16280G2022以G4625G2499能G11713的路径覆盖区域为目标，目前静态的路径主要有G19555机移动G8181G3423，高G7043G20544G4584G2499G3839移动G8181G3423，G15758线移动G8181G3423和SCAN移动G8181G3423。而G3281G3818有根G6466网络的联G17902G10378况来进行路径G16280G2022的动态算法，文G1049828提出几G7477G7380优路径的选择G2419则，本文主要进行动态路径优化研究。13本论文的主要研究内容与结构针对无线传感器网络基于信标节点的无需测距定位算法精度低，定位效率低的情况，本文提出基于移动信标优化路径的无线传感器网络节点定位算法。研究的G1881G4493主要如G9911、分析归纳常用的无需测距的定位算法和基于信标的定位算法，研究基于信标的定位算法的定位机制，研究利用移动信标的信息来进行定位计算。2、提出基于移动信标改进的DVHOP定位算法，该算法在DVHOP定位算法的基础上，利用一个移动的信标节点在网络中按G20056定的路径移动并G993G7041的G5203G6785G14270G5061的位置信息，G5430成多个G15406G6323信标，G7422知节点采用G2164G7447G3800G10714的G7053法计算G5191G3355G17351距及其与各G15406G6323信标的距G12175，G7380G2530利用G989G17805测G18339法计算G7422知节点的位置信息，实现节点精确定位。并研究移动信标的动态选择算法来选择能获得G7380大计算精度的A36A37A38A396移动信标节点进行定位计算。G1235G11507G16789G7138，G11468对于DVHOP算法，基于移动信标改进的DVHOP定位算法降低了定位的成本和G5079网的G3809G7446度，提高节点定位的精度和效率。3、G13479G2524基于移动信标改进的DVHOP定位算法，提出了基于ROIREGIONOFINTEREST的移动信标的路径G16280G2022G7053法，并G6238G3282论引入信标移动路径G16280G2022，获取针对G6164G3800网络G17842G17902G10378况的优化信标移动路径，提高算法的定位精度，G1955G4581算法定位G17819G12255的G17902信G5332G19156，提高算法的效率。文章G13479G7512G4630G8437G4445排如G991第1章阐G17860了本G16850G20076的研究G13984G7235、研究G5859G1053及G20045目来G9316。G17902G17819对G3281G1881G3818G11468关领域的研究现G10378进行探讨，确G12447传感器网络定位算法的研究的G7053G2533。第2章G1183G13473了信标节点定位算法的G11468关工作，阐G17860了常用的基于移动信标的无线传感器节点定位算法，并分析了这几种常用算法的特点。第3章研究基于移动信标的无线传感器网络节点的定位算法，将移动信标引入到DVHOP定位算法中，提出了基于移动信标的DVHOP定位算法和基于移动信标动态选择的改进DVHOP定位算法，G2528时分析了改进算法在特定移动G8181G3423G991的定位精度。第4章G13479G2524基于移动信标改进的DVHOP定位算法，提出了G19766G2533无线传感器网络的移动信标的路径G16280G2022G7053法，G6238G3282论引入信标移动路径G16280G2022，获取针对G6164G3800网络G17842G17902G10378况的优化信标移动路径。第5章在OMNETG1235G11507G5191G2500上进行无线传感器网络节点算法的G1235G11507，G16786计移动信标节点的G8181G3423和移动G8181G3423，并G17902G17819G1235G11507论G16789优化路径对定位算法的影响。A40A44A42A45A46A47A48A49A50A51A52A53A54A37A55A56A57A58A59A607第二章传感器网络常用节点定位算法相关研究无线传感器网络节点定位G7053法的G993G2528，分成两种定位G12879G3423基于信标节点和G993基于信标节点G1075有论著将其分为无锚节点和有锚节点的定位算法，信标节点G1075G2499G12228为锚节点。G993基于信标节点的定位G7053法属于G11468对定位，基于信标的定位算法G2499以得出G7422知节点的绝对坐标。G5415前绝大多数节点定位算法G3355假G16786网络中G4396在G4581G18339信标节点，以实现G6984个网络的绝对定位。21无线传感器网络基于信标节点的定位算法211相关工作基于信标节点的定位算法在研究集中在移动信标的选择、移动路径、定位计算G7053法及移动节点的研究。由于信标节点需要移动，其在网络中的作用更为重要，需要根G6466传感器网络的特点进行移动信标节点的G16786计及无线传感器网络的应用系G13491的研究。G7512G5326无线传感器网络应用系G13491，需要G13783虑网络在应用中的成本、数G18339、G17902信G7053G19766G4396在的诸多问G20076，主要需要G13783虑以G991几个G7053G197661、低成本系G13491必须是低成本，G993仅G1186节点硬件、软件G13783虑，而且传感器G1075必须采用G11468对G1227G7696低的G1147品G7272、低功耗系G13491中采用G7234G17902AAA电池供电，G6164以要求网络必须是低功耗的，保G16789网络的生命周期G4625G18339长G7273、实时监测监测信息需实时传输到管G10714服务器，G7053便用户实时查询G7274、网关无线G17902信由于监测区域的特G8542G5627，G993一定G4396在有线网络，例如INTERNET、有线G4628域网等，G6937网关G1867有G6238采集的G10627G3671信息无线传输到服务器的功能，G993受监测区域的影响G7275、精度传感器G1927定了采集数G6466的精度，传感器采集数G6466的精度G2499以在G16280定范围G1881G4396在一定G12255度的G16835G5058G7276、传感器G6521口灵活系G13491根G6466G10627G3671G2454数的G993G2528采用G993G11468G2528的G6521口，传感器的G12879G3423G1075需根G6466实际需要而定，因此节点的传感器G6521口需灵活G16786定。A61A62A63A648传感器节点主要由低功耗的单片机，无线射频G8181块以及车载G5191G2500等G13464成，G4439首先采集各个G8181G6323信G2507，G6238G8181G6323信G2507转化成数字信G2507，经G17819单片机G3800G10714G2530，G17902G17819无线射频G8181块G6238数G6466传送到汇聚节点。汇聚节点的G3800G10714器采用ARM9S3C2410，G4439还G2265G6336GPRSG8181块，无线射频G8181块，网络G6521口等，G4439的功能主要是G6521G6922附G17829G6164有传感器节点发送G17819来的数G6466，并且G17902G17819INTERNETG6122者GPRSG8181块上传到上G4630监控软件。无线传感器网络移动节点定位系G13491的硬件系G13491需要根G6466上G19766G6164G17860的要求G5326G12447G2524G17878的传感器系G13491，为此G16786计的传感器移动节点主要由低功耗的微G3800G10714器，射频G8181块，传感器G6521口，电G9316G8181块以及车载G5191G25005部分G13464成，如G328221G6164G12046，G7234G17902节点则没有车载G5191G2500。A65A66A67A68A69A70A71A72A73A74A75A76A77FIG21SENSORNETWORKMOBILENODESSTRUCTURE根G6466此G8181G3423G16786计制作的移动节点如G991G328222G6164G12046。节点采用MSP430低功耗单片机，芯片集成SPI，IIC，12位A/D等标G1946G6521口，G2499以G17902G17819SPIG6521口与射频G8181块CC2420进行G17842G6521，节点还G16786计了了标G1946的传感器G6521口，G2499以G17902G17819G6521口G17842G6521到常用的传感器G8181块。为了实G20576G7053便，节点集成了DS18B20G9213度传感器，TSL2561光G5390度传感器。G2528时，G6238节点放在车载G5191G2500上，实现节点的移动。A65A66A67A66A69A70A71A78A79A74A75FIG22S