井下巷道中無線傳感器網(wǎng)絡定位算法的研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(Wireless Sensor Network,WSN)因具有可移動、低成本、可靠性高、易于安裝等優(yōu)點而被廣泛用于對井下巷道中的環(huán)境進行監(jiān)控以及目標追蹤。井下無線傳感器節(jié)點大部分節(jié)點屬于固定節(jié)點，而實際情況中井下工作人員等相關節(jié)點具有移動性，單純的靜態(tài)定位和單純的動態(tài)定位是難以完全適用于所有節(jié)點。因此本文將根據(jù)傳感器節(jié)點在井下巷道中的不同定位需要，分別提出了適用于井下的固定節(jié)點和移動節(jié)點定位算法。首先，根據(jù)井下巷道的結(jié)構(gòu)

2、提出了一種改進的三維DV-HOP井下固定節(jié)點定位算法，然后在固定節(jié)點定位的基礎上提出了一種適用于井下的蒙特卡洛移動節(jié)點定位算法。
　　本文主要的研究內(nèi)容為：
　　(1)提出一種基于三維DV-HOP的井下固定節(jié)點定位算法。經(jīng)過詳細分析井下巷道模型以及傳統(tǒng)三維DV-HOP后，在傳統(tǒng)三維DV-HOP不足的基礎上，利用井下狹長空間特征以及井下RSSI模型對DV-HOP進行了修正從而提高其定位精度。首先利用RSSI和距離的關系對DV-

3、HOP的跳數(shù)進行改進，然后采用差分方法對待定節(jié)點到信標節(jié)點的距離進行改進，最后引入了刷選機制選出3個最優(yōu)信標節(jié)點對待定節(jié)點進行定位。仿真結(jié)果表明，本文所提的方法可以較大幅度提高井下固定節(jié)點的定位精度，適用于井下定位。
　　(2)提出一種基于信號強度的井下蒙特卡洛移動節(jié)點定位算法。在詳細分析了蒙特卡洛算法以及改進的井下蒙特卡洛算法的基礎上，針對這些算法的不足之處，結(jié)合井下巷道空間結(jié)構(gòu)以及信號強度來對這些算法進行改進從而提高定位精度。

4、首先利用信號強度的變化來判斷節(jié)點的運動方向，然后根據(jù)前一時刻的節(jié)點位置以及運動速度矢量來構(gòu)建采樣區(qū)域，最后采用一跳信標節(jié)點對樣本進行過濾。仿真結(jié)果表明，本文改進的算法的定位精度明顯提高了，很適合井下定位。
　　綜上，本文主要以井下巷道為研究背景，結(jié)合井下巷道空間結(jié)構(gòu)特征提出了井下固定節(jié)點和移動節(jié)點定位算法，并通過matlab仿真實驗進行了驗證。仿真結(jié)果表明，改進的兩個算法在定位精度上都有很大的提高，更能準確的達到對井下巷道環(huán)境監(jiān)控