C#无线传感器网络节点定位系统设计(2)
5 系统实现 20
5.1 节点部署功能 20
5.2 节点定位功能 26
5.3 功能总结 28
6 系统测试 30
6.1 测试目的 30
6.2 测试方案 30
6.2.1 节点部署功能测试 30
6.2.2 节点保存功能测试 30
6.2.3 节点定位功能测试 31
6.2.4 鼠标停留状态功能测试 31
7 结束语 32
致谢 33
参考文献 34
1 绪论
1.1 研究背景
更小、更廉价的低功率计算设备代表的“后PC时代”冲破了传统台式计算机和高性能服务器的设计模式：普遍的网络化带来的计算处理能力是难以估量的；微机电系统(Micro-electro-mechanism System，简称MEMS)的迅速发展奠定了设计和实现片上系统(System On Chip，简称soc)的基础，以上3方面的高度集成又孕育出很多新的信息获取和处理模式，无线传感器网络就是其中一例。
无线传感器网络(Wireless SensorNetworks，简称WSN)就是由布置在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中对象的信息。微电子、网络和无线通信等技术的进步，推动了低功率、多功能传感器的快速发展，使其在微小体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等多种功能。传感器网络具有广阔的应用前景，能广泛用于军事、环境监测和预报、城市交通、建筑物状态监控以及医疗护理等领域。
通过布置大量传感器节点于监测区域，传感器网络将改变我们与客观世界的交互方式。但是位置信息是传感器节点采集信息中不可缺少的部分，没有位置信息的监测信息通常是无意义。因此，确定获取信息的节点位置是传感器网络最基本的功能之一，对传感器网络应用的有效性起着关键的作用。如在环境监测应用中需要知道采集的环境信息所对应的具体区域；对于突发事件，如需要知道森林火灾的现场位置，战场上敌我车辆运动的区域，化工管道泄漏的具体地点等。对于这些问题，传感器节点必须首先知道自身的地理位置，这是进一步采取措施的基础。另一方面，传感器节点位置信息的获得又可以优化网络在其它方面的应用，比如提高网络路由效率、向布置者报告网络的覆盖质量、实现网络的负载均衡和网络拓扑的自配置等。在传感器网络中，传感器节点存在着能量有限、可靠性差、节点规模大且随机布放、无线模块的通信距离有限等特点，传统的定位技术无法很好得适用于传感器网络。全球定位系统(Global Position System，简称GPS)成本和能耗高，限制了它在无线传感器网络中的应用。局部定位系统(Local Position System，简称LPS)需建立高性能的基站设施，这对大多数低配置的传感器网络来说无疑是昂贵的负担。因此，必须针对无线传感器网络节点的低成本、低能耗和通信能力有限的特点设计有效的定位算法。
1.2 项目开发意义
在无线传感器网络中，传感器节点的位置信息至关重要，没有位置信息的监测数据往往毫无意义，可以说无线传感器网络的定位技术是其众多应用的基础。但是，传感器节点受到成本、体积和复杂度的限制，现有无线传感器网络定位技术总是存在定位距离、定位精度和硬件复杂度等相互矛盾的问题，因此节点定位的算法选择就显得至关重要。