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1、目录摘要3Abstract矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。第1章 绪论聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1.1 选题的背景和意义 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.2无线传感器网络定位问题 r锕极額閉镇桧猪訣锥。1.2.1无线传感器网络的发展 詹贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.2.2无线传感器网络的体系结构及特点 7謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.2.3 无线传感器网络的主要应用 1（厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.2.4无线传感器网络的主要研究领域 11茕桢广鳓鯡选块网羈泪。1.3论文的主要工作 1鹅娅尽損鹤惨歷茏鴛賴。1.4论文的组织结构 1籟丛妈羥为贍债蛏练淨。第2章无线传感器网络定位问题的相关研究 15預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.1定位
2、基本知识1渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.2定位算法的分类 1铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.2.1集中式和分布式定位 16擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.2.2测距和非测距定位1贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.2.3绝对和相对定位 1坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.2.4紧密耦合和松散耦合定位1储變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.3定位算法的相关研究1買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.3.1 集中式定1綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.3. 2 分布式定位 2驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2.4定位算法的评价标准 2猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2.5定位技术面临的挑战 2锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。第3章基于支持向量回归的半集中式定位算法 26構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
3、3.1基础知识27輒峄陽檉簖疖網儂號泶。3.1.1核方法27尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。3.1.2支持向量回归 27识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.2信号传输模型3凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。3.3支持向量回归定位（LSVR）3鶴銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3.3.1问题描述 3鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3.3.2最小二乘定位 3硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3.3.3支持向量回归定位模型 330轅嬪諫迁择植秘騖。3.3.4算法步骤3氬嚕躑竄贸恳彈濾颔澩。3.3.5讨论3釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。第4章分布式的混合禁忌搜索定位算法 3炭阐譜鯪迳導嘯畫長凉。4.1问题分析 3谚辞調担鈧谄动禪泻類。4.2选择算子.3.7嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩
4、。4.3混合禁忌搜索定位算法3熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。4.3.1初始解 3鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。4.3.2令B域解的生成 4纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。4.3.3接受准贝U 4颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。结论与展望致谢42驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。45貼綬电麥结鈺贖哓类。参考文献摘要作为一种新兴的无线网络技术，无线传感器网络在工业、农业、环境监控、军事和抢 险救灾等领域有着广泛的应用前景。在许多应用中，节点位置至关重要，离开位置信息， 监测事件或者感知数据也失去了实际应用价值。而每个传感器节点均配置GPS攵发器，成本和能耗较高，不符合无线传感器网络各方面的约束，必须研究适合无线传感器特点的
5、自 定位算法。本文围绕无线传感器网络中的定位问题，针对现有研究的不足，结合无线传感 器网络的特点，对静止网络定位相关问题进行了相应研究。在增量或多跳测距定位中定位 误差或测距误差容易造成累积，对后继节点的定位精度影响较大。现有一些非测距集中式 算法仅使用网络连通信息，也能够获取较高的定位精度，并无需考虑测距误差问题。然而 通常需收集网络全局信息，通信开销较大。针对以上缺点，本文运用了一种基于支持向量 回归的半集中式定位算法。集中式定位通信开销大、扩展性差，对于资源受限的、自组织 无线传感器网络来说，具有一定的局限性。通过把定位问题转化为无约束优化问题，本文 运用了一种基于混合禁忌搜索的分布式定
6、位算法。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。关键词：无线传感器网络；定位；测距AbstractAs a new type of wireless ad hoc network,wireless sensor networks have wide applications including industry,agriculture,environmental observation,military,and collecting information in disaster prone areas.K no wledge of no des locati on is an esse ntial requi
7、reme nt for many applicati on s.Without locati on in formati on of sen sor no des,the sen sed data or the detect ion of eve nts is nonsen se.However,because each sen sor with a GPS device is expe nsive in terms of cost and en ergy con sumptio n,it is in feasible due to various resource con stra ints
8、 such as mini ature size,low-complexity, limited battery power.Therefore,self-localization for wireless sensor n etworks has bee n prese nted and studied.Based on the key characters of wireless sen sor n etworks and the limitations of current research,this thesis focuses on localization issues . Thi
9、s thesis firstly studies the localizati on problems in static wireless sen sor n etworks .In in creme ntal or multi-hop range-based localization algorithms,the ranging error or localization error can be easily accumulated,and this will affect the localization accuracy of successor nodes.Somerange-fr
10、ee centralized localization algorithms can obtain high localization accuracy only using network connectivity information and do not need to consider the ranging error.However,centralized localization needs to collect the information of the entire network to base station,thus the com muni cati on cos
11、t is high and it con sumes too much en ergy.Ai ming at these drawbacks,we present a semi-centralized localization algorithm based on support vector regression. For resource-limited and self-orga ni zed wireless sen sor n etworks,ce ntralized localizati on methods are impractical because of the high
12、com muni cati on overhead and bad scalability.We turn the localization problem into an unconstrained optimization problem and propose a distributed localizati on algorithm based on hybrid taboo search!礙籟馐决穩賽釙冊庫。Keywords： Wireless sensor networks,Localization,Ranging裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺第1章绪论随着低功耗无线通信、微机电系统的发展，
13、以及分布式信息处理技术、普适计算的大 量研究，低成本、低功耗、大规模的无线传感网络作为一种新兴技术提供了一种全新的信 息获取和信息处理方式，极大地扩展了现代网络的功能和人类认识世界的能力，弓I起了人 们的广泛关注，具有十分广阔的应用前景。能够广泛应用于环境监控、军事国防、目标跟 踪、医疗监控等领域，成为了当前一个热点研究领域。本章首先简述了选题的背景和意义, 接着对无线传感器网络的发展、结构及特点进行了介绍，然后概述了无线传感器网络的主 要应用和主要研究领域，最后给出了本文的主要研究内容和组织结构。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。1.1选题的背景和意义随着科技的日益进步，促进了无线通信、集成电路及微机电
14、系 (micro-electro-mechanismsystem，简称MEMS等技术的飞速发展，使得设计低成本、低功耗、小体积、多功能的微型传感器节点成为可能，并且这些传感器节点具有信息感知、 数据处理和无线通信等功能。此外，由于分布式信息处理技术、普适计算及自组织网络等 大量研究的开展，为大规模传感器节点协同工作、数据的智能处理和传输、自组织网络的 构建提供了技术支持。这些技术使得无线传感器网络(Wireless Sensor Networks ，简称WSN应运而生。无线传感器网络作为一种全新的信息获取和信息处理方式，不需要固定 的网络基础架构，具有快速展开、抗毁灭性强等优点，适于部署在野外
15、或不适合人员值守 的环境中，在战场监视、环境监测、医疗、空间探索和灾难抢险等特殊领域有着广阔的应 用前景。通过部署大量无线传感器节点到监测区域，实时监测和采集网络覆盖区域内感知 对象，并将大量详实而有价值的传感数据采用多跳的无线通信方式传送到基站处理，处理 后的信息提供给终端用户。无线传感器网络将逻辑上的信息世界与客观上的物理世界有机 的联系起来，改变了人类与自然界的交互方式，实现了一种新的感知自然界的方式，被认 为是能对21世纪产生巨大影响力的技术之一，在工业界、学术界以及军事部门引起了广 泛的关注，并开展了许多相关研究。在无线传感器网络的各研究分支中，定位技术是无线 传感器网络中关键的支撑
16、技术。首先，在无线传感器网络的各种应用中，节点的感知数据 必须与位置相结合，离开位置信息，感知数据是没有意义的，如环境监测、医疗、森林火灾监控等，离开了位置信息就无法确定事件发生何处，也不能够采取有效及时的处理措施。其次，使用传感器节点的位置信息能够提高路由效率，节约能耗，增强网络安全性及实现 网络拓扑的自配置等。然而，传感器网络规模通常比较大，给网络中所有节点均安装GPS收发器或者人工配置节点位置会受到成本、功耗、效率等问题的限制，甚至在某些场合可 能无法实现，因此必须采用一定的机制实现无线传感器网络的自身定位，即开展适合无线 传感器网络特点的定位技术研究。正是基于上述原因，定位技术在无线传感器网络的理论 研究和应用中都有重要的意
