检测技术与自动化装置硕士论文-基于声音能量强度的无线传感器网络目标定位研究.docVIP

分类号 密级 UDC注1 学 位 论 文 基于声音能量强度的无线传感器网络 目标定位研究 （题名和副题名） **** （作者姓名） 指导教师姓名 申请学位级别 硕 士 专业名称 检测技术与自动化装置 论文提交日期 2010.05 论文答辩日期 2010.06 学位授予单位和日期 南 京 理 工 大 学 答辩委员会主席 评阅人 年 月 日 注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。 明 本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。 研究生签名： 年 月 日 学位论文使用授权声明 南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于必威体育官网网址论文，按必威体育官网网址的有关规定和程序处理。 研究生签名： 年 月 日摘 要 本文研究的基于声音能量强度的无线传感器网络目标定位，相对于基于时间差的目标定位不需要精准的时间同步，相对于基于波达方向的目标定位不需要传感器阵列高昂的成本，相对于质心定位等不基于测距的目标定位不需要较多的节点数量和较大的节点密度，只需要通过适量节点检测的声音能量值便可快速、准确地完成定位任务，减少了节点的能量消耗和对无线通信带宽的要求。 本文首先对声音的传播特性进行了分析，根据声音的传播规律找到声音能量强度与目标和节点之间距离的关系，提出声音能量衰减模型，基于此模型介绍了基本的目标定位算法，包括极大似然估计定位算法、非线性最小二乘估计定位算法、线性最小二乘估计定位算法，并对各算法的优点折中提出声源能量和位置联合估计的联合线性最小二乘估计定位算法。 在分析基本目标定位算法的误差的基础上，令加权系数为噪音协方差的倒数，引入权值矩阵进行算法改进，从而得到相比于不加权算法定位精度大大提高的加权非线性最小二乘估计定位算法、加权线性最小二乘估计定位算法和加权联合线性最小二乘估计定位算法，并提出从加权目标定位算法参与定位的节点个数和参与定位的方程个数入手进行节点和方程个数的二次削减，从而在保证定位精度的前提下，大大降低了定位算法的复杂度，减少了定位的运行时间，降低了节点的能耗，延长了节点的使用寿命。 最后，论文基于MATLAB仿真平台，对上述目标定位算法及其改进措施进行仿真，通过比较分析，算法和改进措施的可行性和有效性得到了很好的验证。 关键词：无线传感器网络，目标定位，声音能量强度，最小二乘，超球面，联合线性，权系数Abstract Target localization based on acoustic energy strength in wireless sensor network, researched for in this dissertation, doesn’t need accurate time synchronization compared with target localization based on time difference of arrival, and doesn’t need high cost of sensor array compared with target localization based on angle of arrival, and doesn’t need large number or high density of nodes compared with target localization not based on distance such as centroi