Повышение точности локализации узлов в беспроводной сенсорной сети

Генкель, Вероника Александровна Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Объектом исследования является беспроводная сенсорная сеть (БСС). Цель работы – разработка метода повышения точности локализации узлов в БСС. В процессе исследования проводились: исследования существующих методов локализации узлов в беспроводной сенсорной сети, разработка улучшенного метода на основании метода DV-Hop, разработка программного обеспечение локализации узлов в БСС, экспериментальные исследования методов локализации. В результате исследования был создан метода локализации узлов в БСС с улучшенным показателем точности.

С.

Введение 15

1 Методы локализации узлов в беспроводной сенсорной сети 17

1.1 Централизованные и распределенные методы 18

1.2 Схемы с использованием диапазона передачи (Range-Base) и без
использования диапазона передачи (Range-Free) 19

1.3 Методы триангуляции, трилатерации и мультилатерации 20

1.4 Метод определения угла приема AoA (Angle of Arrival) 25

1.5 Метод измерения расстояния по мощности радиосигнала RSSI (Received
Signal Strength Indication) 28

1.6 Метод измерения расстояния по времени прихода сигнала ТoA (Time of
Arrival) 29

1.7 Метод измерения расстояния по разнице во времени прибытия сигнала
TDoA (Time Difference of Arrival) 30

1.8 Метод определения приблизительной точки триангуляции APIT
(Approximate Point-In-Triangulation) 33

1.9 Метод центроида 37

1.10 Метод многомерного шкалирования MDS-Map (Multidimensional Scaling-
Map) 38
1.11 Метод определения расстояния путем измерения количество прыжков Dv-
Hop (Distance Vector-Hop) 40

1.12 Метод измерения расстояния между соседними узлами Dv- Distance
(Distance Vector- Distance) 41

1.13 Сравнение методов локализации 42

2 Разработка метода повышения точности локализации сенсорных узлов 45

2.1 Метод Dv-Hop (Distance Vector – Hop) 45

2.2 Повышение точности расчета среднего размера прыжка 48

2.3 Определение местоположения неизвестных узлов с использованием
гиперболического алгоритма 50

3 Численные экспериментальные исследования метода повышения точности
локализации узлов сенсорной сети 52

3.1 Разработка программного обеспечения 52

3.2 Экспериментальное исследование методов локализации 57

4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 62

4.1 Организация и планирование ОКР (НИР) работ 62

4.1.1 Определение продолжительности этапов работ 64

4.1.2 Разработка графика проведения научного исследования 65

4.1.3 Разработка графика проведения научного исследования 67
4.2 Расчет сметы затрат на выполнение проекта 69

4.2.1 Расчет затрат на материалы 70

4.2.2 Расчет заработной платы 71

4.2.3 Расчет затрат на социальный налог 72

4.2.4 Расчет затрат на электроэнергию 72

4.2.5 Расчет амортизационных расходов 74

4.2.6 Расчет расходов, учитываемых непосредственно на основе платежных
(расчетных) документов (кроме суточных) 74

4.2.7 Расчет прочих расходов 75

4.2.8 Расчет общей себестоимости разработки 75

4.2.9 Расчет прибыли 76

4.2.10 Расчет НДС 76

4.2.11 Цена разработки ОКР (НИР) 76

4.3 Оценка экономической эффективности проекта 76

5 Социальная Ответственность 77

5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 77

5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 77

5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 78
5.2 Производственная безопасность 80

5.2.1 Превышение уровня электромагнитных излучений 81

5.2.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 82

5.2.3 Превышение уровня шума 85

5.2.4 Отклонение показателей микроклимата 88

5.3 Экологическая безопасность 90

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 91

5.5 Выводы по разделу «социальная ответственность» 92

Заключение 94

Список использованных источников 95

Приложение А (справочное) Improving the accuracy of localization of nodes in a
wireless sensor network 98

Приложение Б (обязательное) Блок-диаграмма определения местоположения
сенсорных узлов 114

Приложение В (обязательное) схема расположения неизвестных узлов n 116

С развитием сенсорной техники были введены маломощные и недорогие
беспроводные датчики, а затем появились беспроводные сенсорные сети (БСС).
БСС могут быть применены во многих областях, таких как военное дело,
торговля, медицина, мониторинг окружающей среды, и стали новым
направлением исследований в области компьютерных и коммуникационных
технологий.
Многие приложения БСС основаны на самопозиционировании датчиков,
таких как наблюдение за полем боя, мониторинг окружающей среды,
отслеживание внутренних пользователей и т.п., которые зависят от знания
местоположения сенсорных узлов. Из-за ограничений в размерах, мощности и
стоимости сенсорных узлов исследование эффективных методов определения
местоположения, удовлетворяющих базовому требованию точности для БСС,
сталкивается с новыми проблемами, а именно, с проблемой локализации, т.е.
определением местоположения узлов в БСС.
Для предоставления информации о местоположении каждого узла было
предложено множество алгоритмов локализации. Однако, предложенные
методы оказались не столько точны, как предполагалось.
Целью данной магистерской диссертации является разработка метода
повышения точности локализации узлов в БСС.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнение
следующих задач:
– исследование существующих методов локализации узлов в
беспроводных сенсорных сетях;
– разработка алгоритма для повышения точности метода
локализации;
– разработка программного обеспечение локализации узлов в БСС;
– экспериментальные исследования методов локализации.
В первом разделе рассмотрены методы локализации узлов в
беспроводных сенсорных сетях.
Во втором разделе описана модель локализации DV-Hop и улучшенный
алгоритм локализации сенсоров беспроводной сенсорной сети на основе метода
DV-Hop.
В третьем разделе представлено описание процесса разработки
программного обеспечения и экспериментальное исследование методов
локализации.
Четвертая глава дает технико-экономическое обоснование работы с
целью определения и анализа трудовых и денежных затрат, направленных на
реализацию проекта.
В пятой главе рассматривается описание рабочей зоны,
предназначенной для выполнения магистерской диссертации: требования к
организации рабочих мест, возможным выбросам, а также правовые вопросы
обеспечения охраны труда и пожарной безопасности.
В работе приведены заключение, список использованных источников.
1 Методы локализации узлов в беспроводной сенсорной сети

В ходе выполнения магистерской диссертации:

 исследованы различные методы локализации узлов в беспроводной
сенсорной сети;
 предложен метод повышения точности локализации узлов в
беспроводной сенсорной сети на базе метода DV-Hop;
 разработана программное обеспечение для проведения
вычислительных экспериментов и проверки работоспособности разработанного
метода;
 проведены экспериментальные исследования и сравнительный
анализ метода DV-Hop и разработанного метода;
 доказана работоспособность предложенного в работе метода.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Применение метаматериалов в первичных измерительных преобразователях
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Интеграция методологии FMEA с процессом проектирования и разработки продукции
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Автоматическая коррекция систематической погрешности средств измерений
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)