毕业设计（论文）任务书学 院信息科学与工程学院专 业通信工程学 生 姓 名学 号设计（论文）题目无线传感器网络的DV-distance定位技术与仿真研究内容及要求：1、了解关于无线传感器网络的概念、特点和应用领域； 2、掌握无线传感器网络路由算法研究的内容、现状和面临的挑战； 3、学习Matlab的仿真环境、结构化编程语言和主要命令函数； 4、掌握DV-distance的测距原理并仿真运行，以通信半径、节点和锚节点的密度为仿真指标分析算法的性能。进度安排：时间 （周） 工作内容 13 查阅无线传感器网络及其路由机制的相关资料 46 熟悉Matlab仿真环境、完成算法的设计 712 仿真运行DV-distance算法，并对实验数据进行分析 1316 确定论文结构和内容安排，撰写论文指导教师（签字）： 年 月 日学院院长（签字）：年 月 日学生毕业设计档案学 生 姓 名学 院信息科学与工程学院学 号指导教师姓名职 称所在单位沈阳理工大学毕业设计题目无线传感器网络的DV-distance定位技术与仿真研究毕业设计（论文）完成情况毕业设计各阶段名称起止日期完成情况（存在问题及整改意见）阶段成绩*查阅无线传感器网络及其路由机制的相关资料熟悉Matlab仿真环境、完成算法的设计仿真运行DV-distance算法，并对实验数据进行分析确定论文结构和内容安排，撰写论文13 周46 周712 周1316 周指导教师意见 （根据学生出勤及毕业设计（论文）完成情况，指导教师是否同意该学生参加答辩）指导教师（签名）： 年 月 日*注：阶段成绩分A、B、C三级：A为全面完成任务，B为完成任务，C为完成任务不好。摘 要无线传感器网络节点定位的技术主要有基于测距(Range-based)的定位技术和无需测距(Range-free)的定位技术两种。前者精度较高，但是大都需要额外地增加硬件开销，不适于常规的传感器网络的应用场合；而无需测距定位技术不需要知道未知节点到锚节点的距离或进行距离测量，在成本和功耗方面与前者相比具有更加明显的优势。本文则重点研究了无需测距的无线传感器网络定位算法。本论文在查阅大量相关文献的基础上，介绍了基于无线传感器网络定位技术的国内外研究现状，对无线传感器网络定位技术做了一个整体概述。之后，论文阐述了无线传感器网络定位系统和算法的性能评价标准、分类方法，着重介绍了近年来该领域具有代表性的算法及系统的原理和特点，并对其中的几种进行了简要介绍。最后，论文重点对无需测距自定位算法中的DV-distance算法进行了重点研究。通过在仿真平台Matlab上对算法的仿真实验，统计分析了各种因素对算法定位性能的影响。关键词：无线传感器网络；节点定位；DV-distance算法AbstractWireless sensor network node positioning technology are mainly based on distance (Range-based) positioning technology and without a Range (Range-free) positioning technology two kinds. Most of the former precision is higher, but need to increase additional hardware overhead, not suitable for routine applications of sensor networks; Without ranging positioning technology does not need to know the unknown node to anchor node distance or distance measurement, in terms of cost and power consumption compared with the former has more obvious advantage. This paper focuses on wireless sensor network localization algorithm without distance.This paper on the basis of consulting a large number of relevant literature, were introduced based on wireless sensor network location technology research status at home and abroad, the wireless sensor network positioning technology makes a overall summary. , the thesis summarizes the wireless sensor network positioning systems and algorithms of performance evaluation standard, the classification method, are introduced in recent years, the typical algorithms in this field and the principle and characteristics of system, and has carried on the brief introduction to several of them. Finally, the thesis focus on without ranging from localization algorithm to the study on DV - short of the algorithm. Through the simulation experiment of this algorithm in the simulation platform of Matlab, and statistical analysis the influence of various factors on properties of positioning algorithm.Keywords：Wireless Sensor Networks; node location; DV-distance algorithm 目 录1 绪 论11.1 课题背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 论文的研究内容与组织安排32 无线传感器网络简介42.1 传感器网络的概念与特点42.1.1 无线传感器网络的概念42.1.2 无线传感器网络的特点52.2 无线传感器网络的体系结构62.2.1 传感器节点的体系结构62.2.2 无线传感器网络体系结构73 无线传感器网络节点定位技术93.1 节点定位技术简介103.1.1 节点定位的几个基本概念103.1.2 节点位置计算方法113.2 节点定位算法的分类133.2.1 基于距离的定位算法143.2.2 与距离无关的定位算法183.3 定位性能的评价标准213.3.1 定位精度213.3.2 节点密度与参考节点密度213.3.3 容错性和自适应性213.3.4 功耗、代价与规模224基于MATLAB的DV-distance测距算法性能分析234.1 DV-distance定位算法234.1.1 算法简述234.1.2 算法流程图244.2 MATLAB仿真环境简介274.3 网络模型与参数获取294.4 仿真结果与性能分析305 结论与展望355.1 本文研究工作总结355.2 进一步的工作和建议35致 谢36参考文献37附录A 英文原文39附录B 汉语翻译531 绪 论1.1 课题背景及意义线传感器网络的研究始于20世纪90年代。美国国防部高级研究计划局早期研究的重点是传感器节点技术，在传感器群中，各个不同传感器节点间进行较简单的点对点通信。到20世纪末，美国商业周刊将无线传感器网络技术列为21世纪最重要的21项技术之一。随后，该技术进入迅速发展的阶段。进入21世纪，随着无线通信技术、微芯片的制造等技术的进步，无线传感器网络技术的研究取得了重大进展，并引起了军方、学术界以及工业界的极大关注。美国军方投入了大量经费进行了在战场环境应用无线传感器网络技术的研究，如美国陆军提出和实施的“灵巧传感器网络通信”计划、“无人值守地面传感器群”、“战场环境侦查与监视系统”、“传感器网系统”项目等。人们普遍的认为：无线传感器网络技术的发展和广泛应用，将会对现代军事、现在信息技术、现代制造业及许多重要的社会领域产生巨大的影响。工业化国家和部分新兴的经济体都对无线传感器网络表现了极大的兴趣，美国自然科学基金委员会在2003年制定了无线传感器网络研究计划，投资支持相关基础理论的研究；我国于2006年初发布的国家中长期科学与技术发展规划纲要中确定的三个信息技术发展前沿方向中，有两个与无线传感器网络的研究直接相关，即智能感知技术和自组织网络技术。1.2 国内外研究现状目前，随着物联网技术以前所未有的速度向前发展，无线传感器网络定位技术作为在该应用领域中一项不可或缺的支撑性技术，也同样受到了国内外学者的高度重视，并且已经取得了丰富的研究成果。通过检索国内外的学术期刊和会议，有大量关于WSN定位技术的研究论文,同时,许多的机构和公司也在开展与无线传感器网络定位相关的研究项目，其中，比较有代表性的项目有AT&T Cambridge的Cricket项目，微软的Easy Living项目，以及Georgia Tech公司的Smart Floor项目等。在定位算法的研究方面，国外学者提出了许多经典的定位算法。如在基于Range-based 定位算法的研究方面，Yedavalli 等人在“Sequence-based localization inwireless sensor network”论文中提出的一种新颖的基于序列的WSN定位算法(Sequence-based localization, SBL)，该算法首先利用RSSI的大小来对空间的区域进行划分，建立一个位置顺