学士学位论文
无线传感器网络节点定位算法的Matlab仿真
——质心算法的Matlab仿真
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专业：通信工程
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申请学位：工学学士
二○一四年三月
学位论文原创性声明
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作者签名：年月日
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作者签名：年月日
无线传感器网络节点定位算法的Matlab仿真
以达
（师学院通信工程系, 653100）
【摘要】无线传感器网络集成了传感器技术、微机电技术、现代网络和无线通信技术，已成为当前IT领域研究的热点之一。由于其具有网络自组织、覆盖广以及高容错性等固有优点以及组网成本低、构建灵活、方便等特点，使得无线传感器网络在军事、民用等领域应用广泛。节点定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一，节点自身的正确定位是提供监测事件位置信息的前提。本文研究了无线传感器网络节点定位算法的原理、分类和难点，分析研究了不同定位算法的原理并比较了他们优缺点。针对无线传感器网络节点定位技术进行了系统研究，提出了一系列解决无线传感器网络节点定位问题的方法,并结合科研及实际需要进行学习和研究。最后，本文设计实现了无线传感器网络定位应用系统基于Matlab进行了仿真实验。
【关键词】无线传感器网络；质心算法；节点定位；Matlab
Abstract: Wireless sensor network integrated sensor technology, MEMS technology, modern networking and wireless communications technologies, IT has become one of the hot areas of current research. Because of its self-organizing network, the inherent advantages of wide coverage and high fault tolerance and low cost network, build flexible, and convenient, making wireless sensor networks are widely used in military and civilian fields. Node positioning technology is a key enabling technology for wireless sensor network node itself correctly positioned to provide
location information to monitor events premise. This paper studies the wireless sensor network node localization algorithm principle, classification and difficulties, analysis of the principle of different positioning algorithms and compare their advantages and disadvantages. Conduct for wireless sensor network node positioning system technology research, proposed a series of solutions to the problem of wireless sensor network node localization, combined with the practical needs of research and learning and research. Finally, the design and implementation of a wireless sensor network positioning application system based on Matlab simulation experiments.
Key words: Wireless sensor networks; centroid algorithm; node localization; Matlab
目录
一、绪论 (1)
1.1 研究背景 (1)
1.2 研究意义 (2)
1.3 研究容 (3)
二、设计要求及方案 (4)
2.1 设计要求 (4)
2.2 设计方案 (6)
三、无线传感器网络节点定位质心算法 (7)
3.1 定位算法简介 (7)
3.2 三边测距定位算法 (8)
3.3 质心定位算法 (10)
四、定位算法在Matlab下仿真 (11)
4.1 参数设定 (11)
4.2 仿真实验 (12)
4.3 实验分析 (18)
五、结论 (19)
致谢 (20)
参考文献 (21)
一、绪论
1.1 研究背景
随着微电子技术和无线通信技术的飞速发展和不断成熟，具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络孕育而生。自从20世纪90年代国际上开始对无线传感器网络的研究以来，其相关技术得到了飞速的发展。无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够以协作的方式实时地监测、感知和采集网络区域的各种对象的信息，并进行处理。这些信息通过自组织的多跳无线网络传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通.1
无线传感器网络和其它网络技术的研究方向是不同的，其它网络技术研究主要针对传输速度和服务质量，而wsn它的技术应用是针对在错综复杂的环境条件下如何能有效及时获得可靠信息并对信息传播展开研究。以一些成本较低的微型的无线传感器节点在需要监测的区域围无线传感器网络，从而实现了以低成本付出而获得最大监测效益。无线传感器网络是由众多传感器节点组成，众多节点之间因应用了无线通信的技术从而保证了节点之间的相互通信。其中，处理能力、存和通信能力的无线传感器节点的接收器节点是一般比普通的更强它负责连接无线传感器网络和互联网的外部网络，节点间以各种方式部署在监测的区域，自己组织成网并通过多跳的方式进行相互间的通信。通过与各种任务管理器的连接而构成一个具有管理处理能力的有关的网络。下图是典型的传感器网络的结构：2
1《无线传感器网络隐私保护关键技术研究》赵宝康国防科学技术大学2009
2《无线传感器网络组密钥管理方案的研究》卞川出处南京航空航天大学2010
图1.1 无线传感器网络结构
无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、城市管理、生物医疗、抢险救灾、环境监测、防恐反恐等许多重要领域都有潜在的实用价值，已经引起了学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生重大影响力的技术之一。
1.2 研究意义
在现代社会中无线传感器网络的作用日益凸显，及其技术的成熟和应用成本的降低，逐渐发展到了各个领域。目前现有的无线传感器网络节点定位算法普遍存在有受环境影响大、精确度不高、不适用于移动节点定位等问题,随着无线传感器网络技术的不断进步成熟，其应用将会越来越广泛，节点定位技术研究对于传感器网络技术性能提高和实用性保证有重要的理论意义和应用价值。无线传感器网络节点系统即对在复杂室环境下(如图书馆、地下库等)，实现对人员以及物品的快速而精确的定位。目前国外关于无线传感器网络节点系统的研究有很多。其实在日常生活中定位技术并不陌生，例如我们最常见的超声波、蓝牙、
红外线、射频识别、超宽带、Wi-Fi、ZigBee等都是运用了定位技术。3
经过对现有的无线传感器网络节点定位算法的资料查阅、对比分析，发现无线传感器网络节点定位在环境条件影响时会使节点精确度偏离实际，在对移动物体节点定位时不能准确的定位其出位置。本论文的研究意义在于对无线传感器网络节点技术的分析比较，提出一种更好更精确的一种技术。得以实现一种更实用更准确的应用技术，让无线传感器网络节点定位系统的应用不论在多么复杂的环境条件中都能做到更好的对静止物或移动物的快速精确定位。
1.3 研究容
无线传感器网络节点定位在众多科学研究领域都一直成为人们研究对象的热点。在经过对传感器网络质心定位算法定位时的研究分析中，我们可以得到该算法在进行定位时存在精度偏低的缺点。在对各算法进行分析后我们在本文中提出一种新型算法。这种算法其优点为计算简单、定位准确。相比传统的质心算法该算法的误差率降低了很多，对未知节点也可以实现更精确的定位，在原来的基础上更好的解决了无线传感器节点的定位问题。4本文主要针对基于RSSI的定位算法的研究。以提高节点定位在定位时精确度为出发点，通过综合全面的对质心定位算法比较，发现其优缺点，而提出对一种新的混合算法。在一定的程度上提高质心定位算法在定位时的准确度，最后通过MATLAB进行仿真测试，得出定位算法的可行性。
主要的研究工作如下:
(1)主要研究无线传感器网络节点技术的原理、分类和难点，分析其原理并比较它们的优缺点节点的难度以及它们的优缺点。
(2) 求解衰落因子算法的详细信息，请参阅第三章的动态实时算法研究。
3：《无线室内定位系统研究》沈田《中国新通信》2009年17期
4《无线传感器网络无需测距技术节点定位算法研究与实现》朱肖肖《浙江工业大学》2007
(3)通过比较综合全面分析在文中提出的定位算法。判定是否得到了更准确的精度。
(4) 把以上两种算法相结合，通过MATLAB进行了仿真测试，验证出该算法的可行性。
本文的容安排一共分成五个章节，各章容如下:
第一章，绪论。介绍了国无线传感器网络节点技术的应用现状和在今天的社会中，国外研究，并介绍了本文的主要容
第二章，设计要求及方案。基于RSSI的无线传感器节点上目前使用的算法首先详细信息，比较它们的优缺点。然后提出自己的改进算法。
第三章，无线传感器网络节点定位质心算法。对上提及和本文中提出的算法在matlab 中进行仿真验证，并阐述仿真结果。
第四章，质心算法在Matlab下仿真。质心算法在MATLAB仿真中，对质心定位算法仿真所得到的的数据进行列表绘图及分析，并对算法进行评价。
第五章，结论。对本论文的研究工作总结，提出该还算法的一些缺点，面向未来继续研究的方向。
在此次的毕业（设计）论文中，本论文中主要是根据对已有的节点定位算法分析比较，在此基础上提出一种比较能更好的应用算法，实现更简便更精确的一种算法。综合上述的容进行研究。
二、设计要求及方案
2.1 设计要求
无线传感器网络是由众多传感节点组成的网络，以传感器节点可以相互通信，或者，也可以直接与外界基站进行通信。传感器节点通常分布在一个区域，通过无线通信，形成自我组织的协调的物理世界的信息传输网络系统多跃点，彼此协调传输物理世界的信息。
在本设计当中是我们将其节点定位算法基于ZigBee这一种新兴的基于IEEE802.15的技术下，以相互结合优点而得到对节点定位技术在静止物或移动物进行定位时得到更可靠定位效果。ZigBee是在这几年中无线网络应用相当广泛而实用的条件下兴起的一种技术，给我们的生活改变了很多，促进了我们在与客观世界交流和利用起到了很大的作用。ZigBee 技术技术在进行定位技术时提供了极大的帮助，且ZigBee技术成本低、功耗低的性能。在无线传感器网络中是独一无二的技术产品。无线定位在无线传感器网络中是最为重要的一种技术之一。在日益变迁的社会中的不断应用使人们知道了这项技术的重要性得到了更多的认可，从而使得更多的科研人员的重视。本文根据自己在查阅和调查中主要简单分析和比较几种常见定位技术的基础上,得出质心算法在运用时的优缺点，随之提出自己的观点，根据实验而设计出一种新的算法。在无线传感器网络定位算法—基于接收信号强度指示(RSSI)的应用上,提高了其定位准确度。5
ZigBee协议栈结构如图所示。
5《基于ZIGBEE技术的室内定位算法研究及应用》董跃钧《数字技术与应用》2012年
图ZigBee协议栈结构图
ZigBee网络包含三种设备类型：协调器、路由器和终端设备。协调器是在网络构成中是第一设备，主要是在启动时对整个网络负责启动。路由器的主要功能中转终端设备，在运用中终端设备时因为是直接与这个传感器相连的，在工作中负责数据采集，因为有电源供电所以其可以有休眠状态。
ZigBee技术成功的成功之处不在于技术其本身，而在于更好的结合了其它技术优点。例如在使用GPS时对一些室的移动物不能正确定位时，可以利用基于ZigBee技术的无线传感器网络能够实现对移动物准确定位的技术，而进行对移动物的更精确的定位。
例如，在各个场合中定位和监控都是起着很重要的作用，如在对地下工作的人的定位也是相当重要，这些应用都是我们必要的社会设施。这些技术都是结合基于ZigBee的优点而形成的无线传感器网络技术而得以实现的。在各种环境中我们所需的定位技术也有一定的差异，而在对复杂室移动物的定位，相比之下基于RSSI指纹算法可以更好的提高室环境的定位精度。
目前生活中常见的定位技术有很多种，在面对不同的环境条件下我们所选择的定位算法也应当随其而变化。在我们应用基于ZigBee的无线传感器网络时，首先考虑到了该算法在进行定位时应用成本较低、定位精度高、适应环境能力强等各种情况。这种技术在对处于相对复杂环境中的移动物体的定位时，其定位结果不是理想。而在情况下基于RSSI指纹算法得到的结果比较准确。所以综合上述我们在进行节点定位时要学会做到取长补短的方法，结合各算法的优点而形成更好的技术，得以实现更好的定位算法。6
2.2 设计方案
在本文章中首先阐述了本课题的研究背景、意义及在生活中的应用等，在此次的设计当6《基于ZIGBEE技术的室内定位算法研究及应用》董跃钧《数字技术与应用》2012年
中首先主要分析比较常见节点定位算法：主要围绕对普通定位算法、三边测量算法、质心算法这三种算法进行。比较分析和仿真普通算法的基础上，比较算法在节点定位在定位时的精度，最后经比较在提出更精确的节点定位算法。
在设计过程中应该要学会考虑能够对WSN自身定位系统和算法的性能直接影响的因素，在对无线传感器网络中的节点定位及定位算法的评价都是需要深入研究分析的的一个问题。以下列出的几种定性是其中常用的评价标准。
(1) 定位精度。精度是用来衡量一个无线传感器网络中的节点定位在定位时的指标。在应用中以平时用误差值与节点无线射程的比例来表示。
(2) 规模。在不同的定位环境中需要不同的定位系统。不同的定位系统需要不同节点算法。所以在不同的技术设施中应该以一种技术在相同环境中能定位多少目标来衡量它的技术。
(3) 锚节点密度。锚节点在定位时是人工部署的，因此在工作中常常受到制约。锚节点在使用时成本相对偏高，且在没有合理的布置下会给网络带来一些不必要的堵塞等问题，所以在对锚节点布置时其密度也是我们必要考虑实行的任务之一。
(4) 节点密度。在WSN设计中一定要考虑,节点密度越大所付出费用会随之增大,而且节点工作中会形成一定阻塞。
(5) 容错性和自适应性。当在理想的环境条件下时，节点定位算法在应用时都可以达到预期的结果。而在外界环境中存在不同的干扰时，会出现很多问题。所以在设计中应当做到容错性和自适应性，使得在有外界因素时能更好的运行。保证在定位时的可靠性等问题。也要做到设计出的系统节点能够通过自我调整、能自我适应环境、减小各种误差等影响,从而得到更好的定位精度。
(6) 功耗。功耗的性能是会因使用而随之减少，所以这也是无线传感网络的设计和实现
必须考虑的问题之一。在传感器节点电池有限的情况下,我们要做到节点定位精度,还要进行相关计算、开销、时间复杂性等问题做出明确的计划。
(7) 代价。在无线传感网络的设计中代价可从几个不同方面来进行说明。这里所说的代价是指时间代价、空间代价、所需付出的经济代价。时间代价是指在对一个无线传感器网络系统配置后进行安装，到能精确定位等所需要花费的时间。空间代价主要指的是一个定位系统在设计时所需要的空间和在设计中根据空间的大小需要的设施等。经济代价主要指的是在设计一个定位系统是经过对基本设施、设备等进行计算出所需付出的费用。
综合上述几个性能指标的分析及评价，我们可以得到在设计中应注意的事项。这些也是一个无线传感器网络系统在自身定位和进行定位算法时得到更好的结果必要的条件，也是本次设计需要实现的目标。为了实现这些目标,也需要有大量的研究工作需要完成。同时在设计当中这些性能指标都是相连的,需要根据实际应用的具体要求而做出相应的设计,以选择和设计出更合适的定位技术。
三、无线传感器网络节点定位质心算法
3.1 定位算法简介
RSSI算法是指根据收到的无线传感器接受到的信号指示强度，计算这个信号在传播中的损耗。当受到外界因素的影响时这种算法通常会因而随之被改变。从而定位精度不高。但在生活应用中RSSI算法的算法是相对简单的而且成本价格较低等原因，所以RSSI算法在现实生活中还是被各个领域应用。7
下面给出了RSSI算法的模型和理论公式。
7王永才,赵千川,传感器网络自身定位方法的设计与实现[J].计算机工程与应用,2005年3月
图 基于RSSI 的测距模型
根据信号损耗的理论模型，可以得到以下的公式（1）
00
()()10lg(
)d
R d R d n d =- （1） 在上式中n 表示的是一个信号衰减指数，一般根据在理想的环境中具体的环境情况而设定，属于在经常应用的经验值，一般取（2,5）之间，根据上面的公式（1），我们可以求出距离d ，见公式（2）：
00()()
*10exp(
)10R d R d d d n
-= （2）
在将已知的的坐标设为（x0，y0），两个阅读器的坐标为（x1,y1）,(x2,y2),将目标物体的坐标设为（x ，y ），从而可以得到下面的式子：
2200(()())(1)(1)*10exp()
10R d R d x x y y d n
--+- （3）
2202220(()())()()*10exp(
)
10R d R d x x y y d n
--+- （4）
在根据（3），（4）就可以求出目标标签的坐标值。
3.2 三边测距定位算法
本文结合三边测量算法模型，提出改进的质心定位算法，得到在一定程度上提高了定位精度。
理想的三边测量法的模型：在当已知三个接收器节点分别为A(x1,y1)，B(x2,y2)，C(x3,y3)时，根据通过接收器接收到的未知节点(x,y)的RSSI 值Ra ，Rb ，Rc ，将根据已知的条件代入公式可以将Ra ，Rb ，Rc 信号强度值从而转换成距离R1，R2，R3 求得能够构成以A ，B ，C 为圆心，以R1，R2，R3为半径得到相交于未知节点的三个圆，在根据算法代换而求出未知节点（x ，y ）的坐标值：
222
111222222222
333()()()()()()x x y y R x x y y R x x y y R -+-=-+-=-+-= （5）
图 理想的三边测量法模型
一般的三边测量法模型：上图中是在理想环境中实现的，而在实际应用中往往是得不到的。
图 一般的三圆相交情况
对于M 点（Xm ，Ym ），可以根据下面公式算出M 点坐标：
222
222222
()()()()()()a m a m a b m b m b c m c m c x x y y R x x y y R x x y y R -+-<=-+-=-+-= （6） 以上式同理可得，N （Xn ，Yn ），E （Xe ，Ye ）的坐标也可以确定，通过三角形质心算法就可以确定未知节点D 的坐标,即
D （x ，y ）=D (
,
)
3
3m n e
m n e
x x x y y y ++++ （7）
3.3 质心定位算法
将a,b,c,d,四点作为四个接收器节点并作为它们的坐标，求未知节点d 的坐标位置时。应该以四个已知节点来求，每次都应该从a , b ,c ，d 四个节点中任意选出三个，通过上述得出的三角质心算法来求四个未知节点,即可得到四个坐标分别设为d1（x1,y1）,d2（x2,y2）,d3（x3,y3）,d4（x4,y4）将得到的最后值通过求平均值，来求出未知节点d 的坐标，在计算是我们应该在每次计算都应该在其中引入加权因子，在选取的每三个节点的半径之和的倒数是该加权因子，从而得到如下式所示：
1234111
1a b c a b f a f c
f b c
r r r
r r r r r r r r r φφφφ=++=++=++=++ （8）
最终可得到的未知节点D （x ，y ）为，如下式所示：
1111(,)(,)(4)11n
n i i i i i i
n n i i i i
x y D x y D n φφφφ======∑∑∑∑ （9）
根据以上进行的对比分析中得出了质心定位算法的优缺点，因此在本文中提出的混合算法，在已有的理论基础上更好的提高了质心定位算法的精度。原本由于质心算法本身只是简单地运用对相交圆来进行采用质心运算，将得到的质心作为未知节点的定位坐标，从而使其得到的定位精度一般都不是很高．本文中提出改进的动态校准混合算法，通过在移动中的物体校准参数来搜索寻求区域对于目标函数的精度最高，因此可以将其用来优化质心算法得到的更好的定位效果。
对于n 个固定锚点()()()1
1
1
2
2
2,,,,,,n n n B X Y B X
Y B X Y ，未知节点(),e e M X Y 到
各节点的距离分别为12,,,n d d d 。首先，只用考虑两个节点12,B B ，假设两质心点的质心是在12B ，位置为()12
12
12,B X
Y ，12B 到12,B B 的距离分别为12,d d ，因此
()()()()12
11212212
112122
X
X d X X d Y
Y d Y Y d -=--=- （10）
所以，
())())
12112212121122121111X X d X d d d Y Y d Y d d d =++=++ （11）
因此，由上也推得1i d 为权值，能够得到各个锚点对未知节点决定权的大小，并且其约束力符号质心定位算法的要求。
南京航空航天大学 硕士学位论文 基于无线传感器网络的环境监测系统设计与实现 姓名：耿长剑 申请学位级别：硕士 专业：电路与系统 指导教师：王成华 20090101
南京航空航天大学硕士学位论文 摘要 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种集成了计算机技术、通信技术、传感器技术的新型智能监控网络，已成为当前无线通信领域研究的热点。 随着生活水平的提高，环境问题开始得到人们的重视。传统的环境监测系统由于传感器成本高，部署比较困难，并且维护成本高，因此很难应用。本文以环境温度和湿度监控为应用背景，实现了一种基于无线传感器网络的监测系统。 本系统将传感器节点部署在监测区域内，通过自组网的方式构成传感器网络，每个节点采集的数据经过多跳的方式路由到汇聚节点，汇聚节点将数据经过初步处理后存储到数据中心，远程用户可以通过网络访问采集的数据。基于CC2430无线单片机设计了无线传感器网络传感器节点，主要完成了温湿度传感器SHT10的软硬件设计和部分无线通讯程序的设计。以PXA270为处理器的汇聚节点，完成了嵌入式Linux系统的构建，将Linux2.6内核剪裁移植到平台上，并且实现了JFFS2根文件系统。为了方便调试和数据的传输，还开发了网络设备驱动程序。 测试表明，各个节点能够正确的采集温度和湿度信息，并且通信良好，信号稳定。本系统易于部署，降低了开发和维护成本，并且可以通过无线通信方式获取数据或进行远程控制，使用和维护方便。 关键词：无线传感器网络，环境监测，温湿度传感器，嵌入式Linux，设备驱动
Abstract Wireless Sensor Network, a new intelligent control and monitoring network combining sensor technology with computer and communication technology, has become a hot spot in the field of wireless communication. With the improvement of living standards, people pay more attention to environmental issues. Because of the high maintenance cost and complexity of dispose, traditional environmental monitoring system is restricted in several applications. In order to surveil the temperature and humidity of the environment, a new surveillance system based on WSN is implemented in this thesis. Sensor nodes are placed in the surveillance area casually and they construct ad hoc network automatieally. Sensor nodes send the collection data to the sink node via multi-hop routing, which is determined by a specific routing protocol. Then sink node reveives data and sends it to the remoted database server, remote users can access data through Internet. The wireless sensor network node is designed based on a wireless mcu CC2430, in which we mainly design the temperature and humidity sensors’ hardware and software as well as part of the wireless communications program. Sink node's processors is PXA270, in which we construct the sink node embedded Linux System. Port the Linux2.6 core to the platform, then implement the JFFS2 root file system. In order to facilitate debugging and data transmission, the thesis also develops the network device driver. Testing showed that each node can collect the right temperature and humidity information, and the communication is stable and good. The system is easy to deploy so the development and maintenance costs is reduced, it can be obtained data through wireless communication. It's easy to use and maintain. Key Words: Wireless Sensor Network, Environment Monitoring, Temperature and Humidity Sensor, Embedded Linux, Device Drivers
无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传
感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，
从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾每个传感器节点，网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。
摘要 无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）是近年来迅速发展并受到普遍重视的新型网络技术，它的出现和发展给人类的生活和生产的各个领域带来了深远的影响。无线传感器网络节点定位技术是无线传感器网络应用研究的基础。目前，已有多种定位技术被应用于室内定位中，尤其是基于接收信号强度（RSSI，Received Signal Strength Indication）的定位技术以其低功耗、低成本、易于实现等优点，得到了无线传感器网络研究学者们的青睐。 本文重点研究了基于RSSI的室内定位的关键技术，主要包括定位模型分析和定位算法设计。首先，为了获得较为精确的定位，根据RSSI测距原理和无线信号传播衰减模型在设定的室内环境进行多次实验，通过计算及均值处理等方法反复调整以获得标准的定位模型参数，得到高精度的等效距离。接着，根据三边定位算法原理简化定位算法，建立更为简单的定位模型，采用双边定位得到两个可能的定位点，再利用RSSI测距原理对两个定位点进行择优选择确定定位点。最后，在Arduino开发平台上对参考节点与未知节点这两类iDuino节点的室内定位模型进行了软件开发设计和程序开发。在设定的室内环境部署iDuino节点，搭建实验定位模型，并实现了定位。 关键词：无线传感器网络，节点，室内定位，RSSI，Arduino
ABSTRACT Wireless sensor network (WSN) is developed rapidly and universally emphasized as a new network technology in recent years, the advent and development of WSN have had a profound and lasting impact on the life and all areas of production of human beings. Wireless nodes localization technology is the basis in the application and studies of wireless sensor network. There are a variety of positioning technology have been used in indoor location at present, especially the based on RSSI (received signal strength) positioning technology gets a great preference from many scholars of studies of wireless sensor network with the advantages of low power consumption, low cost and easy to realize. This paper mainly studies the key technology of indoor positioning based on RSSI, which mainly includes the positioning model analysis and positioning algorithm design. First, in order to obtain more accurate positioning, we perform several experiments according to the RSSI ranging principle and wireless signal propagation attenuation model in the setting of indoor environment, and get accurate positioning model parameters and equivalent distance by the methods of calculation and mean processing. Then, we simplify Trilateral Localization Algorithm to Bilateral Location Algorithm and establish a simpler positioning model, with which we can get two nodes of possible location, and determine the better node according to the RSSI ranging principle. At last, we make software designing and programming of these nodes that are anchor nodes and nodes of unknown on the Arduino development platform. Combined with the indoor environment we selected, we deploy the iDuino nodes and then build location model, with which we implement the location. KEY WORDS：Wireless Sensor Network，Nodes，Indoor Location，RSSI，Arduino
无线传感器网络面临的安全隐患及安全定位机制 随着通信技术的发展，安全问题显得越来越重要。在现实生活中，有线网络已经深入到千家万户：互联网、有线电视网络、有线电话网络等与人们生活的联系越来越紧密，已经成为必不可少的一部分，有线网络的安全问题已经能够得到有效的解决。在日常生活中，人们可以放心的使用这些网络，利用它来更好的生活和学习。然而随着无线通信技术的不断发展，无线网络在日常生活中已占据重要的地位，如无线LAN技术、3G技术、4G技术等，同时也有许多新兴的无线网络技术如无线传感器网络， Ad-hoc 等有待进一步发展。随着人们对无线通信的依赖越来越强烈，无线通信的安全问题也面临着重要的考验。本章首先介绍普通网络安全定位研究方法，随后介绍无线传感器网络存在的安全隐患以及常见的网络攻击模型，分析比较这些攻击模型对定位的影响，最后介绍已有的一些安全定位算法，为后续章节的相关研究工作打下基础。 3.1 安全定位研究方法 不同的定位算法会面临着不同的安全方面的问题，安全定位的研究方法可以 采用图 3-1 所示的流程来进行。
图3-1安全定位方法研究流程图 Figure 3-1 Flowchart of security positi oning research method 在研究中首先要找出针对不同定位算法的攻击模型，分析这些攻击对定位精 度所造成的影响，然后从两方面入手来解决这个安全问题或隐患：一方面改进定 位算法使得该定位算法不易受到来自外界的攻击，另一方面可以设计进行攻击检 测判断及剔除掉受到攻击的节点的安全定位算法或者把已有的安全算法进行改进使之能够应用于无线传感器网络定位，还可以从理论上建立安全定位算法的数学模型，分析各种参数对系统性能的影响，最后根据这个数学模型对算法进行仿真，并把仿真结果作为反馈信息，对安全定位算法进一步优化和改进，直到达到最优为止。 3.2安全隐患 由于无线传感器网络随机部署、网络拓扑易变、自组织成网络和无线链路等特点，使其面临着更为严峻的安全隐患。在传感器网络不同的定位算法中具有不同的定位思想，所面临的安全问题也不尽相同。攻击者会利用定位技术的弱点设计不同的攻击手段，因此了解各定位系统自身存在的安全隐患和常见的攻击模型对安全定位至
基于无线传感器网络的桥梁安全检测系统 摘要 根据桥梁监测无线传感器网络技术的桥梁安全监测系统，以实现方案的安全参数的需要；对整个系统的结构和工作原理的节点集、分簇和关键技术，虽然近年来在无线传感器网络中，已经证明了其潜在的提供连续结构响应数据进行定量评估结构健康，许多重要的问题，包括网络寿命可靠性和稳定性、损伤检测技术，例如拥塞控制进行了讨论。 关键词：桥梁安全监测；无线传感器网络的总体结构；关键技术 1 阻断 随着交通运输业的不断发展，桥梁安全问题受到越来越多人的关注。对于桥梁的建设与运行规律，而特设的桥梁检测的工作情况，起到一定作用，但是一座桥的信息通常是一个孤立的片面性，这是由于主观和客观因素，一些桥梁安全参数复杂多变[1]。某些问题使用传统的监测方法难以发现桥梁存在的安全风险。因此长期实时监测，预报和评估桥梁的安全局势，目前在中国乃至全世界是一个亟待解决的重要问题。 桥梁安全监测系统的设计方案，即通过长期实时桥跨的压力、变形等参数及测试，分析结构的动力特性参数和结构的评价科关键控制安全性和可靠性，以及问题的发现并及时维修，从而确保了桥的安全和长期耐久性。 近年来，桥梁安全监测技术已成为一个多学科的应用，它是在结构工程的传感器技术、计算机技术、网络通讯技术以及道路交通等基础上引入现代科技手段，已成为这一领域中科学和技术研究的重点。 无线传感器网络技术，在桥梁的安全监测系统方案的实现上，具有一定的参考价值。 无线传感器网络（WSN）是一种新兴的网络科学技术是大量的传感器节点，通过自组织无线通信，信息的相互传输，对一个具体的完成特定功能的智能功能的协调的专用网络。它是传感器技术的一个结合，通过集成的嵌入式微传感器实时监控各类计算机技术、网络和无线通信技术、布式信息处理技术、传感以及无线发送收集到的环境或各种信息监测和多跳网络传输到用户终端[2]。在军事、工业和农业，环境监测，健康，智能交通，安全，以及空间探索等领域无线传感器网络具有广泛应用前景和巨大的价值。 一个典型的无线传感器网络，通常包括传感器节点，网关和服务器，如图1
第36卷 增刊Ⅰ2008年 10月 华 中 科 技 大 学 学 报(自然科学版) J.Huazhong Univ.of Sci.&Tech.(Natural Science Edition )Vol.36Sup.Ⅰ Oct. 2008 收稿日期:2008207215. 作者简介:郝志凯(19832),男,博士研究生,E 2mail :zk -hao @https://www.doczj.com/doc/5613342926.html,. 基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(2006AA11Z225);国家自然科学基金资助项目(60635010, 60605026). 无线传感器网络定位方法综述 郝志凯 王 硕 (中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学实验室,北京100190) 摘要:介绍了国内外研究机构在无线传感器网络定位方法方面开展的研究工作,并对这些研究工作进行了归纳和总结.定位的基本方法分为距离式定位和非距离式定位.距离式定位是通过测量距离或角度进行位置估计,测量数据的精度对定位精度有很大影响.非距离式定位是通过节点间的hop 数或估计距离计算节点的坐标,这种方法不需要测量距离或角度,利用估计距离代替真实距离,算法简单但精度不高.无线传感器网络中定位方法的应用需要针对不同的应用场合,综合考虑节点的规模、成本及系统对定位精度等要求来进行设计和选择. 关 键 词:无线传感器网络;定位方法;距离式定位;非距离式定位;相对定位 中图分类号:TN919.2;TP732 文献标识码:A 文章编号:167124512(2008)S120224204 Survey on localization algorithms for wireless sensor net w orks H ao Zhi k ai W ang S huo (Laboratory of Complex Systems and Intelligence Science ,Institute of Automation , Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100190) Abstract :Current researches in wireless sensor networks (WSNs ′ )localization algorit hms are int ro 2duced ,and t hese researches are analyzed and concluded.The p recision of t he nodes ′locations are im 2portant for t he data ′s effectiveness in WSNs ′.The localization algorit hms are divided into range 2based and range 2free.Range 2based algorit hms use t he measured distance and angle to calculate t he nodes ′coordinates.However ,t he range 2f ree researches use hop s or evaluated distance to localization ,which are simple but low 2precision.In different occasions ,t he algorit hm should be taken account in t he net 2work ′s size ,co st ,p recision and so on. K ey w ords :wireless sensor networks (WSNs ′ );localization ;range 2based ;range 2f ree ;relative po sitio 2ning 目前广泛使用的全球卫星导航定位系统GPS 可用来确定携带者的绝对位置,但不适合在 无线传感器网络中大量使用.主要有以下原因[1]:a .成本高.无线传感器网络中的节点数量多、分 布密集,如果各节点都配备GPS 接收器成本很高;b .能源限制.网络中的节点通常是通过内部电池进行供电,由于其工作环境有时在森林、山地等人迹罕至的地方,对其进行电源更换困难;c .工作环境限制.节点有时会分布在室内等电磁 波较难到达的环境中,这种工作环境下GPS 无法完成定位任务;d .尺寸较大.由于上述种种原因使得GPS 不能广泛用在无线传感器网络系统的节点上,这就需要发展适合于无线传感器网络应用的节点定位方法. 鉴于无线传感器网络节点在能耗、计算能力、通信能力等方面的限制,其节点的定位方法应该具有分布式、低复杂性、精度较高、通用性较好等特点,国内外的研究机构已开展了大量工作[2～9].
一、课题研究目的 针对目前中国的交叉路口多，车流量大，交通混乱的现象研究一种控制交通信号灯的基于无线传感器的智能交通系统。 二、课题背景 随着经济的快速发展，生活方式变得更加快捷，城市的道路也逐渐变得纵横交错，快捷方便的交通在人们生活中占有及其重要的位置，而交通安全问题则是重中之重。据世界卫生组织统计，全世界每年死于道路交通事故的人数约有120 万，另有数100 万人受伤。中国拥有全世界1. 9 %的汽车，引发的交通事故占了全球的15 % ，已经成为交通事故最多发的国家。2000 年后全国每年的交通事故死亡人数约在10 万人，受伤人数约50万，其中60 %以上是行人、乘客和骑自行车者。中国每年由于汽车安全方面所受到的损失约为5180 亿(人民币)，死亡率为9 人/ 万·车，因此，有效地解决交通安全问题成为摆在人们面前一个棘手的问题。 在中国，城市的道路纵横交错，形成很多交叉口，相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集通过。而目前的交通情况是人车混行现象严重，非机动车的数量较大，路口混乱。由于车辆和过街行人之间、车辆和车辆之间、特别是非机动车和机动车之间的干扰，不仅会阻滞交通，而且还容易发生交通事故。根据调查数据统计，我国发生在交叉口的交通事故约占道路交通事故的1/ 3，在所有交通事故类型中居首位，对交叉口交通安全影响最大的是冲突点问题，其在很大程度上是由于信号灯配时不合理(如黄灯时间太短,驾驶员来不及反应)，以及驾驶员不遵循交通信号灯，抢绿灯末或红灯头所引发交通流运行的不够稳定。随着我国经济的快速发展，私家车也越来越多，交通控制还是延续原有的定时控制，在车辆增加的基础上，这种控制弊端也越来越多的体现出来，造成了十字交叉路口的交通拥堵和秩序混乱，严重的影响了人们的出行。智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性。国外已经率先开展了智能交通方面的研究。 美国VII系统(vehicle infrastructure integration)，利用车辆与车辆、车辆与路边装置的信息交流实现某些功能，从而提高交通的安全和效率。其功能主要有提供天气信息、路面状况、交叉口防碰撞、电子收费等。目前发展的重点主要集中在2个应用上: ①以车辆为基础; ②以路边装置为基础。欧洲主要是CVIS 系统(cooperative vehicle infrastructure system)。它有60 多个合作者，由布鲁塞尔的ERTICO 组织统筹，从2006 年2 月开始到2010年6月，工作期为4年。其目标是开发出集硬件和软件于一体的综合交流平台，这个平台能运用到车辆和路边装置提高交通管理效率，其中车辆不仅仅局限于私人小汽车，还包括公共交通和商业运输。日本主要的系统是UTMS 21 ( universal traffic management system for the 21st century , UTMS 21)。是以ITS 为基础的综合系统概念,由NPA (National Police Agency) 等5个相关部门和机构共同开发的，是继20 世纪90 年代初UTMS 系统以来的第2代交通管理系统，DSSS是UTMS21中保障安全的核心项目，用于提高车辆与过街行人的安全。因此，从国外的交通控制的发展趋势可以看出，现代的交通控制向着智能化的方向发展，大多采用计算机技术、自动化控制技术和无线传感器网络系统，使车辆行驶和道路导航实现智能化，从而缓解道路交通拥堵，减少交通事故，改善道路交通环境，节约交通能源，减轻驾驶疲劳等功能，最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境。
《无线传感器网络》 一、填空题（每题4分，共计60分） 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3、 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术 9.IEEE 标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有：_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为 28 s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度，即78 s b)分布协调功能帧间间隔DIFS ，DIFS长度=PIFS +1个时隙长度，DIFS 的长度为 128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、工作 信道、认证加密方法、网络访问权限等 18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置，传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电 路三部分组成 19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成 20.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖 万物的网络。RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。 二、基本概念解释（每题5分，共40分） 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点（源站点）有数据帧要发送时，检测信道。若信道空闲，且在DIFS时间内一直空闲，则发送这个数据帧。发送结束后，源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧，还需要等待SIFS时间，然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧，则说明没有发生冲突，这一帧发送成功。否则执行退避算法。
文章编号:1004-9037(2009)02-0254-05 基于无线传感网络的大型结构健康监测系统 尚 盈 袁慎芳 吴 键 丁建伟 李耀曾 (南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,南京,210016) 摘要:针对大型碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,实现了基于无线传感网络的多点应变结构健康监测系统,采用自组织竞争神经网络成功判别了集中载荷模拟的损伤位置。本系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成。为了降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性和可靠性,改善传感网络的实时性和同步性,设计了可直接配接无线传感网络节点的低功耗多通道应变传感器信号调理电路和基于无线传感网络的层次路由协议,开发了多通道应变数据采集、网络簇头转发和中继节点接收等主要软件模块。实验证明,相比于传统有线的监测方法和数据采集系统,基于无线传感网络的结构健康监测系统具有负重轻、成本低、易维护和搭建移动方便等优点。 关键词:无线传感网络;结构健康监测;层次路由协议;自组织竞争网络中图分类号:T P2;T P9 文献标识码:A 基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划(2007AA 032117)资助项目;国家自然科学基金(60772072,50420120133)资助项目;航空基金(20060952)资助项目。 收稿日期:2007-09-05;修订日期:2008-04-17 Large -Scale Structural Health Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks S hang Ying ,Yuan Shenf ang ,Wu J ian ,Ding J ianw ei ,L i Yaoz eng (T he A ero nautic Key La bo rat or y o f Smart M ater ial and Str uct ur e,N anjing U niv ersit y o f Aer onautics and A str onautics,N anjing,210016,China) Abstract :Aimed at the large-scale structure and anisotropy nature o f the carbon fiber compos-ite material w ing box ,a large-scale structural health m onitoring system based on w ireless sen-sor netw orks is presented .A kind of artificial neural netw ork is designed to distinguish the damag e locatio n simulated by the co ncentrated load .The sy stem co nsists o f the sensor data ac-quisition,the w ireless sensor netw or ks,and the terminal monitoring sub-sy stem s.To im pro ve the performance o f the system ,the signal conditio ning circuit and the hierarchical routing pro -to col are designed based o n w ireless sensor netw orks ,the prog rams of data acquisition and Sink node are ex ploited.Experimental result pro ves that the system has advantag es of flexibili-ty o f deplo yment,low maintenance and deploym ent costs . Key words :w ir eless senso r netw or ks ;str uctural health monitoring ;hierarchical routing ;self -org anizing com petitive netw o rk 引 言 结构健康监测技术是采用智能材料结构的新概念,利用集成在结构中的先进传感/驱动元件网络,在线实时地获取与结构健康状况相关的信息(如应力、应变、温度、振动模态、波传播特性等),结 合先进的信号信息处理方法和材料结构力学建模 方法,提取特征参数,识别结构的状态,包括损伤,并对结构的不安全因素在其早期就加以控制,以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展,从而实现结构健康自诊断、自修复、保证结构的安全和降低维修费用[1]。 无线传感网络节点具有局部信号处理的功能, 第24卷第2期2009年3月数据采集与处理Jour nal of D ata A cquisition &P ro cessing Vo l.24N o.2M a r.2009
无线传感网络定位算法 目录 一、常用定位技术 (2) 1.1 GPS与A-GPS定位 (2) 1.2 基站定位（cell ID定位） (3) 1.3 Wifi AP定位 (3) 1.4 FRID、二维码定位 (3) 二、定位算法研究的目的和意义 (4) 三、WSN定位算法分析 (5) 3.1 基于锚节点的定位算法 (5) 3.1.1 距离相关定位算法 (5) 3.1.2 距离无关定位算法 (6) 3.2 基于移动锚节点的定位算法 (8) 3.2.1 基于移动锚节点的距离相关定位算法 (9) 3.2.2 基于移动锚节点的距离无关定位算法 (11) 四、总结 (13) 附：组员及分工情况..................................................................................... 错误！未定义书签。
一、常用定位技术 1.1 GPS与A-GPS定位 常见的GPS定位的原理可以简单这样理解：由24颗工作卫星组成，使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。在整个天空范围内寻找卫星是很低效的，因此通过GPS 进行定位时，第一次启动可能需要数分钟的时间。这也是为啥我们在使用地图的时候经常会出现先出现一个大的圈，之后才会精确到某一个点的原因。不过，如果我们在进行定位之前能够事先知道我们的粗略位置，查找卫星的速度就可以大大缩短。 GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P（Y）码。民用精度约为10米，军用精度约为1米。GPS的优点在于无辐射，但是穿透力很弱，无法穿透钢筋水泥。通常要在室外看得到天的状态下才行。信号被遮挡或者削减时，GPS定位会出现漂移，在室内或者较为封闭的空间无法使用。 正是由于GPS的这种缺点，所以经常需要辅助定位系统帮助完成定位，就是我们说的A-GPS。 例如iPhone 就使用了A－GPS，即基站或WiFi AP 初步定位后，根据机器内存储的GPS 卫星表来快速寻星，然后进行GPS 定位。例如在民用的车载导航设备领域，目前比较成熟的是GPS + 加速度传感器补正算法定位。在日本的车载导航市场是由Sony 的便携式车载导航系统Nav-U1 首先引入量产。例如在增加了三轴陀螺仪的iphone4里可以利用三轴陀螺仪来辅助完成定位，具体可以参见这篇文章的介绍，不过三轴陀螺仪定位的误差会随着时间逐渐积累。
对于定位一般的理解就是确定位置。在无线传感网中,定位是指网络通过特 定的方法确定节点的位置信息。其可分为节点的自身定位和目标定位。节点自 身定位是确定网络中节点位置坐标的过程,它是网络自身属性的确定过程,是网络 的支撑,可以通过人工配置或各种节点自定位算法完成; 目标定位是指在网络覆 盖范围内确定一个事件或一个目标的位置坐标,这可以通过把位置已知的网络节 点作为参考节点来确定事件或目标在网络中所处的位置。无线传感网定位问题 就是寻求利用少量的锚节点来确定网络中未知节点的位置坐标的方法。 无线传感网中,传感器节点的可靠性差、能量有限、节点数量庞大且节点部 署具有不确定性等,这些限制因素对定位技术提出了更高的要求。通常无线传感 网定位技术具备以下特点: ① 自组织性 通常无线传感网中的节点是随机布设的,不能依靠全局的基础设施的协助确定每 个节点的位置所在。因此,自组织性就显得格外重要。 ② 容错性 传感器节点的硬件配置低、处理能力弱、可靠性差、能量少以及测距时会产生 误差等因素决定了传感器节点本身的脆弱性,因此定位算法必须具有良好的容错 性。 ③ 能量高效性 为了尽量延长网络的生存周期,要尽可能的减少节点间的通信开销,减少算法中计 算的复杂度,用尽量少的能量完成尽可能多的工作。 ④ 分布式计算 每个节点自己对自身的位置进行估算,不需要将所有信息传送到某个特定的节点 进行集中计算。 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况 ，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
无线传感器网络技术的应用 摘要：无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代传感器网络，在国防安全和国民经济各方面均有着广阔的应用前景。本文介绍了无线传感器网络的组成和特点，讨论了无线传感器网络在军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通等方面的现有应用，最后提出无线传感器网络技术需要解决的问题。 关键词：无线传感器网络，军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通。 1．无线传感器网络研究背景以及发展现状 随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展，90年代末，美国首先出现无线传感器网络（WSN）。1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。1998年，同是UCLA大学的Gregory J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。WSN是由布置在监测区域内传感器节点以无线通信方式形成一个多跳的无线自组网（Ad hoc），其目的是协作的感知，采集
和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者是WSN的三要素。将Ad hoc技术与传感器技术相结合，人们可以通过WSN感知客观世界，扩展现有网络功能和人类认识世界的能力。WSN技术现已经被广泛应用。图为WSN基本结构。 WSN经历了从智能传感器，无线智能传感器到无线传感器三个发展阶段，智能传感器将计算能力嵌入传感器中，使传感器节点具有数据采集和信息处理能力。而无线智能传感器又增加了无线通信能力，WSN将交换网络技术引入到智能传感器中使其具备交换信息和协调控制功能。 无线传感网络结构由传感器节点，汇聚节点，现场数据收集处理决策部分及分散用户接收装置组成，节点间能够通过自组织方式构成网络。传感器节点获得的数据沿着相邻节点逐跳进行传输，在传输过程中所得的数据可被多个节点处理，经多跳路由到协调节点，最后通过互联网或无线传输方式到达管理节点，用户可以对传感器网络进行决策管理、发出命令以及获得信息。无线传感器网络在农业中的运用是推进农业生产走向智能化、自动化的最可行的方法之一。近年来国际上十分关注WSN在军事，环境，农业生产等领域的发展，美国和欧洲相继启动了WSN研究计划，我国于1999年正式启动研究。国家自然科学基金委员会在2005年将网络传感器中基础理论在一篇我国20年预见技术调查报告中，信息领域157项技术课题中7项与传感器网络有直接关系，2006年初发布的《国家长期科学与技术发展