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选题名称 |
基于zigbee网络系统的移动节点的定位仿真设计 |
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研究的目的 及意义 |
基于IEEE802.15.4标准的zigbee技术凭借省电，安全，成本低，时延短，网络容量大等优点广泛应用于智能家居，消费电子，仓库管理等领域，zigbee无线传感器网络弥补了GPS在室内接受不到卫星信号而无法定位的缺陷，而且综合了传感器技术，嵌入式计算及无线通信技术。目前对无线传感器网络的定位研究大都基于静态节点的定位，但在实际应用中却大量存在对移动节点的定位。本论文分别阐述了基于无线信号传播损耗模型，基于场景指纹的定位算法，并分析了移动节点的速度，固定节点的位置等对定位的精确度的影响。 |
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国内外同类 研究概况 |
在20世纪70年代时，美国就幵始无线传感器网络的研宄工作，那时已经实现了节点间点对点的通信。1999年9月无线传感器网络被《商业周刊》列为21世纪最重要的技术之一。在之后的十几年间，无线传感器网络技术迅速发展，不仅倍受工业界和学术界的广泛关注，也使各国政府部门产生了极大的兴趣，各大领域也随即展幵了该项目的研究。麻省理工大学、康奈克大学、加州洛杉肌大学等各大著名高校，在美国自然科学基金会的支持下，对无线传感器网络基础的理论和关键的问题纷纷展开了相关研宄。与此之外，其他的许多国家也对网络技术产生了极大兴趣，而投入了大量得资金，并相继进行了该领域的工作研宄，如：欧洲的i2010、新加坡的“下一代1-Hub”、韩国的U-Korea、日本的U-Japan等。 对此，中国也十分重视此项工作，现在我国的传感器网络研宄及其应用已达到了发达国家的同步水平。在2001年，中国科学院成立了关于微系统研宄与发展中心进行传感器网络研究课题中心。在2002年，中国自然科学基会增加相关课题的投资力度。在2005年，无线传感器网中的基础理论和关键科学技术被列入重点研宄计划。在2010年的“十五”计划和远景计划中，无线传感器网络技术被列为重点产业。 清华大学、浙江大学、中国科技大学、东南大学、天津大学、南开大学华、中科技大学等国内的重点高校及像中国电子科技集团公司等科研单位都纷纷开始了的研宄WSN工作。除了浙江大学的现代控制工程研究学院成立的“WSN控制实验室”、中国科学院电子研究所和沈阳自动化控制研宄所进行传感器与控制技术融合外，中兴与华为等通信公司也加入了此项工作。 在无线网络定位中，节点定位的算法逐渐被提出来。目前在传感器节点方面已有多种低成本、小型化和低功耗特点的研宄结果，如WISN节点、Motes节点、CAMPS节点、Smart Dust节点等都广泛使用于自然空间与物理。对于无线节点定位有两类方式，分别是测距定位和无须测距定位。现今，比较常见的测距技术一般有RSST,TOA和TDOA,AOA等。 现今，新兴的无线网络技术，正大踏步的走向世界各地。如ZigBee、WiFi,Bluetooth等在工厂、办公室、家庭等许多方面都得到广泛的应用。 根据国际数据公司、无线数据研究集团和投资银行公司Rutberg的预测，无线传感器网络技术将在未来的年内拥有几百亿甚至多达上千亿美金的营业收入，然而无线传感器定位技术的应用将占据其中超过上百亿美金的营业份额。无线网络技术的发展在给世界带来巨大经济财富的同时，也为无线传感器网络定位技术的发展增添了新的活力。无线传感器网络定位技术具有远大的发展前景，在这些无线定位技术中，UWB和Bluetooth等技术虽然都取得了它们固有的成效，但是技术不管是在功耗上还是在成本上都有优越性。因此，ZigBee无线传感器网络技术在未来无线定位方面具有良好的发展前景。ZigBee技术是无线传感器定位的重要定位技术之一，同样得到国内外的研究支持。在2001年8月时，ZigBee联盟成立。到目前为止，该联盟正在逐渐壮大，包含三星、飞利浦、三菱电子、摩托罗拉等大型公司。还有像西安交通大学这样的高校，正在进行基于无线局域网的用户定位。 基于测距的定位技术对硬件要求比较高。基于此研究者们提出了许多免于测距的定位技术。当前对于免测距的定位算法主要有：DV-hop算法和Euclidcan算法、质心算法、凸规划算法APIT算法、Bounding Box算法、Amorphoous算法和Robust Position算法等等，以上这些在定位精度和节点能耗方面取得了一定的成果，但是都存在一定的缺陷，对定位精度的影响主要来自于整个网络的拓扑结构，定位精度和通迅开销无法得到很好的均衡。基于上述因素，本文提出了頂定位算法一种新型的无线传感网络定位算法，该算法对于修正因子对跳数和平均跳距有了一定的修正和提高，对节点间的平均跳距分别用 |
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研究内容 及计划 |
基于zigbee网络系统对移动节点的进行定位仿真设计。 1.1月到2月，阅读相关文献，掌握相关情况和基础知识。 2.2月到3月，学会使用matlab软件基础仿真代码和IAR软件的基本使用方法，并着手开始思考算法的改进。 3.3月到4月，详细编写算法改进的优点和缺点，并通过matlab进行实验结果仿真和用zigbee进行实物仿真。 4.4月到5月，进行论文的编写和实验误差的分析。 |
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特色与创新 |
通过算法的改进提高精度，通过matlab进行算法仿真和误差分析，通过zigbee网络的搭建进行实物的仿真，最终达到对于移动节点定位的改进。 |
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指导教师 意 见 |
指导教师签名： 年 月 日 |
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资料编号：[77964]
