Fundação de Amparo a Pesquisa no Estado do Rio Grande do Sul / 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. / 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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/5456 |
| Date | 18 March 2014 |
| Creators | Müller, Crístian |
| Contributors | Martins, João Baptista dos Santos, Oliveira, Leonardo Londero de, Uchoa-filho, Bartolomeu Ferreira |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Informática, UFSM, BR, Ciência da Computação |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100300000007, 400, 500, 300, 300, 300, 387c22c8-ee71-42c2-bef6-6512bce38747, 40ddcf99-f351-4e85-9606-d4e9abc5e95d, ef01a7cf-e256-4484-ac5f-c7328286309d, 67f6ef0f-0025-4e5e-a727-212bbb29db07 |
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