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1、广 东 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文基 于 移 动 信 标 优 化 路 径 的定 位 算 法 研 究分类号： 学校代号：11845UDC： 密级： 学号：2110704294广 东 工 业 大 学 硕 士 学 位 论 文（ 工 学 硕 士 ）基 于 移 动 信 标 优 化 路 径 的定 位 算 法 研 究指导教师姓名、职称： 教授 企业导师姓名、职称： 无 专业 或 领域 名 称： 控制理论与控制工程 学 生 所 属 学 院： 自动化学院 论 文 答 辩 日 期： Classified Index: School Code: 11845UDC: Security Class: Cla
2、ss No.:2110704294A Dissertation for Masters Degree of Guangdong University of Technology（Master of Engineering Science）Research on Localization Algorithm Based on Mobile Beacon with Optimal pathCandidate: Xie XiaosongSupervisor: Prof. Cheng LianglunMay 2010Faculty of AutomationGuangdong University o
3、f TechnologyGuangzhou, Guangdong, P.R.China, 510006摘 要I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 DV-Hop 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
4、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 DV-Hop 定位算法，该算法在 DV-Hop 定位算法的基础上，利用一个移动的信标节点在网络中按预定的路径移动并不断的广播自己的位置信息，形成多个虚拟信标，研究平均跳距离的加权算法和信标节点的动态选择算法，降低定位的成本和布网的复杂度，提高节点定位的精度和效率。3、结合基于移动信标改进的 DV-Hop 定位算法，提出了面向无线传感器网络的移动信标的路径规划方法，把图论引入信标移动路径规划，获取针对所处网络连通状况的优化信标移动路径
5、，提高算法的定位精度，减少算法定位过程的通信开销，提高算法的效率。 最后在 OMNeT+仿真环境下，仿真基于移动信标的定位算法，建立包括移动智能节点和普通节点的仿真模型，通过定位过程的通信和数据处理计算未知节点的位置，仿真表明，基于移动信标优化路径的定位算法既改善了定位的精度，又减少了定位算法的通信开销，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；移动信标；优化路径；OMNeT+；智能节点 ABSTRACTIIIABSTRACTWireless sensor node localization is one of the key technologies for wireless
6、sensor networks. Its the foundation of most wireless sensor network applications, such as: target surveillance and tracking, routing and other location information acquiring, all of these need to know the location information of the nodes. So we need more effective localization algorithm to reduce t
7、he cost and increase the precision.In response, the paper research the nodes localization algorithm for wireless sensor network base on mobile beacon with optimal path. This algorithm can achieve high efficiency of positioning nodes. We introduced mobile beacon node into DV-Hop localization algorith
8、m, and study the dynamic beacon node selection algorithm and moving path optimal algorithm. These major works are: 1. Summarizes common range-free localization algorithm and the algorithms base on beacon, study the positioning mechanism of localization algorithms base on beacon.2. Improving DV-Hop l
9、ocalization algorithm based on mobile beacon, the algorithm use a mobile beacon node to move in the network according to a predetermined path and broadcast its location information that create virtual beacons. We study the weighted average hop distance algorithm and the dynamic beacon node selection
10、 algorithm to reduce localization costs and complexity of distribution networks and improve accuracy and efficiency of node localization. 3. Combined with the improved DV-Hop localization algorithm based on mobile beacon, we proposed mobile beacon path planning method for wireless sensor networks. G
11、raph theory is introduced into the mobile path planning; by acquiring connectivity conditions of the network we optimize the path of mobile beacon. These make increase of positioning accuracy of positioning algorithm and reduce communication costs, improve efficiency of the algorithm. Finally, we si
12、mulate mobile beacon base localization algorithm in OMNeT + + 广东工业大学硕士学位论文IVsimulation environment by modeling mobile intelligent nodes and ordinary nodes in the network. The network computes the unknown nodes location through the positioning process of communication and data processing. The simulat
13、ion results show that the algorithm base on mobile beacon with optimal path not only improves the positioning accuracy but also reduce the communication overhead of locatingm, these improve the efficiency of wireless sensor nodes localization.Key words: WSN；Mobile anchor；Optimal path ；OMNeT+；Smart node目 录V目 录摘 要 .IABSTRACT.III目 录 .VCONTENTS .VII第一章 绪 论 .11.1 本论文的研究背景及意义 .11.1.1 研究背景与意义 .11.1.2 课题来源 .
