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

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

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

    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 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 Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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