Método de multilateração para algoritmos de localização em redes de sensores sem fio
Ano de defesa: | 2014 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acesso: | Acesso aberto |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Informática
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Departamento: |
Ciência da Computação
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País: |
BR
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Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5456 |
Resumo: | The wireless sensor networks have made great progress in the last decade and are increasingly present in several fields like security and monitoring of persons, animals or items, medicine, military area and many others that, due to technological developments, have become viable. These networks are formed by sensor nodes that have extremely limited resources, such as processing and data storage capacity, data transmission rate and energy available for operation. Thus, in networks with hundreds or even thousands of nodes, it is unfeasible to locate each one of them with global positioning devices, because those will considerably increase the cost and power consumption. As localization knowledge by the nodes is required in applications such as tracking, monitoring and environmental data collection, location algorithms were created to cheapen and/or improve this task. Thus, this master thesis presents the development of a low complexity iterative multilateration method, since most location algorithms uses some kind of multilateration. To prove this new method efficiency, a simple simulator based on the Matlab software was created in order to evaluate, in terms of location error, accuracy and robustness in a scenario with random arrangement of the reference nodes, log-normal propagation model with shadowing and received signal strength distance estimation. Under these conditions, the presented multilateration method presents inconsiderable loss of accuracy in comparison to the maximum likelihood method and also a low number of iterations is required. In this way was possible to increase the location algorithms accuracy without this entailing an increase in complexity and power consumption. |
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2016-04-152016-04-152014-03-18MÜLLER, Crístian. Multilateration method for wireless sensor networks location algorithms. 2014. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/5456The wireless sensor networks have made great progress in the last decade and are increasingly present in several fields like security and monitoring of persons, animals or items, medicine, military area and many others that, due to technological developments, have become viable. These networks are formed by sensor nodes that have extremely limited resources, such as processing and data storage capacity, data transmission rate and energy available for operation. Thus, in networks with hundreds or even thousands of nodes, it is unfeasible to locate each one of them with global positioning devices, because those will considerably increase the cost and power consumption. As localization knowledge by the nodes is required in applications such as tracking, monitoring and environmental data collection, location algorithms were created to cheapen and/or improve this task. Thus, this master thesis presents the development of a low complexity iterative multilateration method, since most location algorithms uses some kind of multilateration. To prove this new method efficiency, a simple simulator based on the Matlab software was created in order to evaluate, in terms of location error, accuracy and robustness in a scenario with random arrangement of the reference nodes, log-normal propagation model with shadowing and received signal strength distance estimation. Under these conditions, the presented multilateration method presents inconsiderable loss of accuracy in comparison to the maximum likelihood method and also a low number of iterations is required. In this way was possible to increase the location algorithms accuracy without this entailing an increase in complexity and power consumption.As redes de sensores sem fio tiveram um grande progresso na última década e estão cada vez mais presentes em diversos campos como a segurança e monitoramento de pessoas, animais ou itens, medicina, área militar entre muitas outras que, devido à evolução tecnológica, tornaram-se viáveis. As principais características dos nós sensores, denominados nodos, constituintes destas redes são as de possuírem recursos extremamente limitados, sendo estes a capacidade de processamento e de armazenamento de dados, taxa de transmissão de dados e energia disponível para operação. Deste modo, em redes com centenas ou até milhares de nodos, seria inviável que todos estes possuíssem dispositivos de posicionamento global para se localizarem, pois estes acarretariam num considerável aumento de custo e consumo de potência. Como o conhecimento de sua localização, por parte dos nodos, é necessário em aplicações como rastreamento, monitoramento e coleta de dados ambientais, foram criados algoritmos de localização com a função de viabilizar e/ou tornar mais precisa esta tarefa. Assim, neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um método de multilateração iterativo de baixa complexidade para o uso em algoritmos de localização. Para provar que este novo método é eficiente, foi criado um simulador simples baseado no software Matlab com o intuito de avaliar, em termos de erro na localização, a precisão e robustez deste em cenários com disposição aleatória dos nodos de referência, modelo de propagação log-normal com sombreamento e estimação das distâncias através da potência do sinal recebido. Nestas condições, o método de multilateração desenvolvido apresentou uma perda de precisão desconsiderável em relação ao de máxima verossimilhança e com um baixo número de iterações. Desta forma foi possível aumentar a precisão dos algoritmos de localização sem que isto acarrete num aumento de complexidade e de consumo de potência.Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sulapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUFSMBRCiência da ComputaçãoRedes de sensores sem fioAlgoritmos de localizaçãoMultilateraçãoMáxima verossimilhançaWireless sensor networkLocation algorithmsMultilaterationMaximum likelihoodCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOMétodo de multilateração para algoritmos de localização em redes de sensores sem fioMultilateration method for wireless sensor networks location algorithmsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMartins, João Baptista dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/3158303689784382Oliveira, Leonardo Londero dehttp://lattes.cnpq.br/2248193157231211Uchoa-filho, Bartolomeu Ferreirahttp://lattes.cnpq.br/7752341440632617http://lattes.cnpq.br/7355225439863613Müller, Crístian100300000007400500300300300387c22c8-ee71-42c2-bef6-6512bce3874740ddcf99-f351-4e85-9606-d4e9abc5e95def01a7cf-e256-4484-ac5f-c7328286309d67f6ef0f-0025-4e5e-a727-212bbb29db07info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALMULLER, CRISTIAN.pdfapplication/pdf4820998http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5456/1/MULLER%2c%20CRISTIAN.pdf03c38a70b45603a4a0dec752c0f996b1MD51TEXTMULLER, CRISTIAN.pdf.txtMULLER, CRISTIAN.pdf.txtExtracted texttext/plain178496http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5456/2/MULLER%2c%20CRISTIAN.pdf.txt8a7aca6188a3f9dbc512b29df0f8a35fMD52THUMBNAILMULLER, CRISTIAN.pdf.jpgMULLER, CRISTIAN.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4641http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/5456/3/MULLER%2c%20CRISTIAN.pdf.jpga5b77cd04cf4f92e0652c5dd79e482b0MD531/54562022-05-03 15:57:24.271oai:repositorio.ufsm.br:1/5456Repositório Institucionalhttp://repositorio.ufsm.br/PUBhttp://repositorio.ufsm.br/oai/requestopendoar:39132022-05-03T18:57:24Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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