《室内环境下无线传感器网络定位和路由算法研究》PDF下载

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  • 作  者:田勇著
  • 出 版 社:沈阳:东北大学出版社
  • 出版年份:2015
  • ISBN:9787551710855
  • 页数:144 页
图书介绍:近年来,互联网正不断朝着物联网(IoT, Internet of Things)方向发展,而IoT中连接的很多物体都要求具有感知环境和测试数据的能力,因此无线传感器网络(WSN, Wireless Sensor Networks)技术成为IoT发展的重要技术支撑,针对WSN的室内应用需求也随之不断增多。然而,现有的WSN关键技术大多适用于室外或者理想环境,在复杂的室内环境下的应用效果却并不理想。因此,本书对室内WSN中的定位和路由算法进行了深入研究。因此,室内环境下WSN定位和路由算法仍面临很多挑战,成为IoT研究的重要方向。本书通过大量的实验测试,对室内环境下WSN信号传输的特性进行了分析,明确了室内环境下WSN定位和路由算法面临的问题,进而针对这些问题对WSN定位和路由算法进行了深入研究,力争有所突破。本书的研究为WSN在室内的广泛应用奠定坚实的技术基础,并对IoT的实现具有重要的意义。

第1章 绪论 1

1.1 物联网概述 1

1.1.1 物联网的定义 1

1.1.2 物联网的发展 2

1.1.3 物联网的应用 3

1.2 本书的研究意义 8

1.3 本书的研究内容及结构安排 10

1.3.1 研究内容 10

1.3.2 结构安排 12

第2章 室内无线传感器网络信号传输特征分析 13

2.1 引言 13

2.2 测试系统硬件 13

2.2.1 无线传感器节点 13

2.2.2 基站和接口板 16

2.3 测试系统软件 17

2.4 家居环境测试 18

2.4.1 测试部署及测试方法 19

2.4.2 测试结果 21

2.4.3 测试结果分析 26

2.5 办公环境测试 27

2.5.1 测试部署及测试方法 28

2.5.2 测试结果 29

2.5.3 测试结果分析 32

2.6 芯片生产环境测试 33

2.6.1 测试部署及测试方法 34

2.6.2 测试结果 34

2.6.3 测试结果分析 36

2.7 本章小结 38

第3章 室内无线传感器网络信道传输路径损耗模型研究 39

3.1 引言 39

3.2 相关研究 40

3.2.1 基本原理 40

3.2.2 国内外研究现状 42

3.3 测试环境和测试方法 44

3.4 单折线和双折线模型 44

3.5 测试结果及拟合 45

3.5.1 测试结果 45

3.5.2 测试结果拟合 48

3.6 拟合结果分析 49

3.6.1 拟合多项式模型阶数的选择 49

3.6.2 三阶多项式对数距离路径损耗模型 51

3.6.3 三阶多项式模型的回归分析 52

3.6.4 三阶多项式模型与双折线模型的比较 53

3.7 本章小结 54

第4章 室内无线传感器网络定位算法研究 55

4.1 引言 55

4.2 相关研究 55

4.2.1 基于测距的定位 56

4.2.2 基于非测距的定位 58

4.2.3 基于室内环境的定位 60

4.3 信道传输路径损耗模型 63

4.4 问题分析 63

4.5 基于单折线模型的自适应定位算法 64

4.5.1 单折线模型的参数集合 65

4.5.2 目标节点的定位 67

4.6 基于三阶多项式模型的自适应定位算法 69

4.6.1 三阶多项式模型的参数集合 69

4.6.2 目标节点的定位 70

4.7 实验结果 71

4.8 本章小结 74

第5章 室内无线传感器网络路由算法研究 75

5.1 引言 75

5.2 相关研究 76

5.2.1 分簇路由算法 77

5.2.2 以数据为中心的路由算法 80

5.2.3 基于位置的路由算法 83

5.2.4 基于室内环境的路由算法 84

5.3 系统模型 86

5.3.1 传感器节点能量消耗模型 86

5.3.2 传感器节点信道传输路径损耗模型 87

5.3.3 多属性决策模型 87

5.4 静态的理想室内环境路由算法 89

5.4.1 EBSC路由算法 90

5.4.2 消息复杂度分析 93

5.4.3 实验结果 93

5.5 动态的复杂室内环境路由算法 96

5.5.1 问题分析 97

5.5.2 EBACR算法 98

5.5.3 EBACR算法分析 103

5.5.4 EBACR算法实验结果 109

5.6 本章小结 112

第6章 室内无线传感器网络路由算法在环境监测系统中的应用 114

6.1 引言 114

6.2 实验环境 114

6.3 系统体系结构 116

6.4 系统路由实现 117

6.5 系统测试 119

6.5.1 测试数据 121

6.5.2 数据分析 122

6.6 本章小结 125

第7章 结论与展望 127

7.1 研究总结 127

7.2 研究展望 128

参考文献 130