WSN中基于氣體擴(kuò)散模型的氣體源點(diǎn)定位研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于具有組網(wǎng)成本低、節(jié)點(diǎn)可隨機(jī)散布在目標(biāo)區(qū)域、覆蓋區(qū)域廣、能耗低及工作時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn),近來(lái)在軍事、民用等相關(guān)領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用前景。借助無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)氣體源點(diǎn)定位的研究目的是尋找有效且精確的定位方案,及時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域做出預(yù)警。其研究成果可廣泛應(yīng)用于火災(zāi)早期監(jiān)測(cè)、毒氣擴(kuò)散、易燃易爆氣體泄漏、氣態(tài)生化劑傳播等場(chǎng)合。
　　本文針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的氣體源點(diǎn)定位問(wèn)題,具體展開了如下幾個(gè)方面的研究工作:
　　首先對(duì)無(wú)線

2、傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、特點(diǎn)、傳感器節(jié)點(diǎn)的組成、WSN體系結(jié)構(gòu)和主要應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了概述,總結(jié)了當(dāng)前無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于氣體源點(diǎn)定位的研究現(xiàn)狀及研究意義,引出課題的難點(diǎn)。
　　其次對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的基本原理及類型進(jìn)行了闡述,按照基于測(cè)距和非測(cè)距的分類標(biāo)準(zhǔn),著重討論并分析了常見的幾種經(jīng)典定位算法。同時(shí)針對(duì)氣體源點(diǎn)定位的特點(diǎn),介紹了一些常用的氣體擴(kuò)散模型,并在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)出了適合于各種風(fēng)向的氣體擴(kuò)散模型的通用表達(dá)式。
　　然后以

3、有風(fēng)時(shí)氣體濃度衰減模型為基礎(chǔ),構(gòu)建了源點(diǎn)定位模型,并結(jié)合當(dāng)前的智能優(yōu)化算法和傳感器節(jié)點(diǎn)在監(jiān)測(cè)場(chǎng)中的分布特性,提出了兩種集中式的氣體源點(diǎn)定位算法——基于力導(dǎo)向量子粒子群優(yōu)化的氣體源點(diǎn)定位算法和基于加權(quán)距離差法的氣體源點(diǎn)定位算法。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了算法在不同條件下的可行性。
　　最后針對(duì)集中式計(jì)算存在的一些問(wèn)題,引入了分布式計(jì)算的思想,并分析了分布式計(jì)算的特點(diǎn)。考慮到用于定位的目標(biāo)函數(shù)非凸化,本文提出了一種基于分布式自適應(yīng)偏轉(zhuǎn)次梯度