無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法研究的開(kāi)題報(bào)告

無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法研究的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景及意義無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WirelessSensorNetwork,WSN）是由大量的低功耗、廉價(jià)的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的一種分布式的、自組織的、具有感知、處理、通信、控制等功能的網(wǎng)絡(luò)。WSN可以用于許多應(yīng)用領(lǐng)域，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源控制、智能交通等。在WSN應(yīng)用中，傳感節(jié)點(diǎn)的位置信息對(duì)于數(shù)據(jù)的收集、剖析和處理是非常重要的?，F(xiàn)有的WSN傳感節(jié)點(diǎn)的位置定位算法主要包括基于信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）的定位算法、采用最小二乘法的定位算法、超寬帶（UWB）定位算法、地磁定位算法等。但是這些算法存在一些問(wèn)題，如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在信號(hào)反射或多徑效應(yīng)時(shí)，基于信號(hào)強(qiáng)度的定位算法會(huì)存在精度誤差；最小二乘法的定位算法對(duì)于節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和位置關(guān)系較為敏感，當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多時(shí)，精度下降；超寬帶定位算法成本較高，需要大量的硬件支持；地磁定位算法對(duì)于地磁場(chǎng)環(huán)境比較敏感，存在適用性局限等。因此，研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法，對(duì)于提高定位精度、降低成本、提高適用性等具有重要意義。二、研究?jī)?nèi)容和方案本文的主要研究?jī)?nèi)容是WSN的定位算法。具體研究?jī)?nèi)容包括：1.綜述各種WSN定位算法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。2.分析WSN定位算法的誤差來(lái)源，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)及優(yōu)化目標(biāo)。3.探究新的優(yōu)化算法，并在模擬環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證和比較。4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化算法的各項(xiàng)性能。研究方案如下：第一階段：對(duì)各種WSN定位算法進(jìn)行綜述，包括基于信號(hào)強(qiáng)度、最小二乘法、超寬帶定位、地磁定位等。分析各種算法的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，為后續(xù)優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。第二階段：分析WSN定位算法的誤差來(lái)源，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)及優(yōu)化目標(biāo)。主要包括誤差來(lái)源的分類、誤差評(píng)估指標(biāo)的定義及算法優(yōu)化指標(biāo)的確定。第三階段：探究新的優(yōu)化算法，并在模擬環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證和比較。包括粒子群算法、遺傳算法、蟻群算法等智能優(yōu)化算法，并進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)比較各自的優(yōu)劣。第四階段：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化算法的各項(xiàng)性能。設(shè)計(jì)適合本研究的硬件和軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化算法的各項(xiàng)性能。三、預(yù)期成果本文的預(yù)期成果主要包括：1.綜述WSN定位算法的現(xiàn)狀，分析各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍。2.分析WSN定位算法的誤差來(lái)源，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)及優(yōu)化目標(biāo)。3.研究新的優(yōu)化算法，包括粒子群算法、遺傳算法、蟻群算法等，并在模擬環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證和比較，得到相關(guān)結(jié)論。4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，優(yōu)化算法的各項(xiàng)性能。四、研究計(jì)劃時(shí)間安排如下：第一學(xué)期：完成對(duì)各種WSN定位算法的綜述和分析。第二學(xué)期：研究新的優(yōu)化算法，并在模擬環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證和比較。第三學(xué)期：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)際測(cè)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。第四學(xué)期：撰寫論文，進(jìn)行論文答辯。五、參考文獻(xiàn)1.張旭峰,王鐘毓,劉大永.基于RSSI的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法研究[J].傳感技術(shù)學(xué)報(bào),2013,26(1):112-117.2.李文平,呂志遠(yuǎn),李彬等.一種基于最小二乘法的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,35(5):753-758.3.劉熙,王國(guó)峰,王巖.基于超寬帶(UWB)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2012,33(4):981-986.4.劉雷,鄒晉榮,劉澤偉等.基于地磁場(chǎng)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)室內(nèi)定位方法研究[J].電子學(xué)報(bào),2016,44(11):260