船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位技術(shù)研究.pdf

1、作為一種新興的分布式測(cè)控技術(shù),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN:WirelessSensorNetwork)被認(rèn)為是二十一世紀(jì)改變世界的十大新技術(shù)之一,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。一般而言,應(yīng)用在不同領(lǐng)域的WSN具有不同的特點(diǎn)。本文針對(duì)船舶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和WSN節(jié)點(diǎn)工作環(huán)境特點(diǎn)對(duì)船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,提出船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)三維定位方法,并設(shè)計(jì)相關(guān)算法。
　　 本文提出的定位方法由兩部分組成,即艙室定位方法和艙內(nèi)定位方法。艙室定位是指根據(jù)W

2、SN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確定未知節(jié)點(diǎn)(指待定位節(jié)點(diǎn))的大體位置。具體而言,艙室定位是根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)向基站發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)所選用的中繼節(jié)點(diǎn)的不同,來推斷未知節(jié)點(diǎn)在船上的位置,得出的位置可能是一個(gè)具體的艙室,也可能是其所在的甲板層。艙室定位的精度與船舶的結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)的布置以及WSN的路由算法密切相關(guān)。艙內(nèi)定位是指在獲得未知節(jié)點(diǎn)所在艙室之后,根據(jù)未知節(jié)點(diǎn)與其艙室內(nèi)的錨節(jié)點(diǎn)(指位置已知的節(jié)點(diǎn))進(jìn)行通信的RSSI(ReceivedSignalStrength

3、Indicator:接收信號(hào)強(qiáng)度指示)來計(jì)算它們之間的距離,并根據(jù)這些距離關(guān)系解算出未知節(jié)點(diǎn)的位置。
　　 本文利用美國Crossbow公司生產(chǎn)的WSN節(jié)點(diǎn),對(duì)艙室定位方法和艙內(nèi)定位方法進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明利用船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與RSSI值進(jìn)行定位是可行的。本文還通過編寫基于TinyOS操作系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序和基于Matlab-GUI的定位應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了艙內(nèi)定位的算法。
　　 總之,本文對(duì)船用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)