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无线传感器网络是一种面向数据采集的无线通信网络,具有低成本、低功耗、传输距离近、网络自组织的特点。网络中的节点器件一般由传感器、处理器、射频芯片、电源构成。无线传感器网络通常被布置在无人看管或无法到达的区域,探测数据后通过分布式的协议算法,自组织地进行数据传递。由于很多情况下传感器节点的位置是随机布置的,获得节点的位置信息对传感器网络的监测活动至关重要,利用所获取信息和了解事件发生位置的前提是获取信息节点的位置,所以无线传感器网络定位技术作为重要的支撑技术也得到了重点关注。
本文的主要工作是:
设计和制作了基于CC2420和MEGA128的无线传感器节点硬件平台,并在此基础上编写了控制驱动软件和媒体接入层软件,为传感器网络定位实验提供了性能优异的实验平台,方便了定位实验的开展。
在自主开发的硬件节点平台进行了室外测距和小范围定位实验,实验收集了大量实验数据,在对实验数据的分析中发现了测距精度与对应的实际距离的规律,并针对这一规律优化了定位的代价函数,取得了较好的效果。
在大范围定位传感器网络的基本位置方面,本论文针对传感器网络应用的特点和要求,剪裁设计了GPS接收机数字基带部分,设计不使用专用信号捕获模块并且仅使用6个相关通道即可达到为传感器网络在大范围内标定网络位置和拓扑方向的目的,实现了低成本低功耗的设计要求。