[發(fā)明專利]一種無需測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810071978.1
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN101435865A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許力;鐘進發(fā);葉阿勇;陳志德;孔祥增
• 申請（專利權(quán)）人: 福建師范大學(xué)
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1、一種無需測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位方法，其中包括三個或三個以上的已知節(jié)點位置信息的信標節(jié)點和位置信息待測的未知節(jié)點，其特征是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位方法通過以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：各信標節(jié)點按固定功率周期性地向其鄰居節(jié)點發(fā)送其位置信息及到各未知節(jié)點的跳數(shù)值，跳數(shù)值的初始值為0；

步驟二：收到信標節(jié)點信息的節(jié)點將保存相關(guān)信息并復(fù)制一份，將其跳數(shù)值加1并發(fā)送給其鄰居節(jié)點；其鄰居節(jié)點將重復(fù)步驟二的操作；

步驟三：在獲得其他信標節(jié)點的位置信息和跳數(shù)值信息之后，信標節(jié)點計算網(wǎng)絡(luò)平均每跳跳距，然后作為一個校正值correction廣播至網(wǎng)絡(luò)中；

步驟四：當(dāng)接收到校正值之后，未知節(jié)點根據(jù)跳數(shù)值和優(yōu)化策略計算與信標節(jié)點的距離；未知節(jié)點估算與不同信標節(jié)點的距離時采用該信標節(jié)點相應(yīng)的平均跳距；

步驟五：當(dāng)未知節(jié)點獲得三個或更多信標節(jié)點距離時，則執(zhí)行三邊測量定位，計算未知節(jié)點的位置坐標。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無需測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位方法，其特征是所述步驟二中若某一節(jié)點重復(fù)收到同一信標節(jié)點的信息，則只取跳數(shù)小的信息為該信標節(jié)點的位置信息。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無需測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位方法，其特征是所述步驟三中信標節(jié)點通過以下方法計算網(wǎng)絡(luò)平均每跳跳距：

利用基于最小均方誤差準則來計算各信標節(jié)點對應(yīng)的平均每跳跳距HS_i，即通過如下函數(shù)值最小來求HS_i的值：

f=1N-1Σj≠i(di,j-HSi×hj)2]]>

令∂f∂HSi=0,]]>可得基于最小均方誤差準則的平均每跳跳距的估計值：

HSi=Σj≠i(hj×di,j)Σj≠ihj2]]>

其中，N為信標節(jié)點的個數(shù)，d_i，j為信標節(jié)點i與j之間的距離，h_j是信標節(jié)點i與j之間的跳數(shù)值。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的無需測距的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位方法，其特征是所述步驟四中，未知節(jié)點通過以下方法利用跳數(shù)值和優(yōu)化策略計算與信標節(jié)點間的距離：

1)、未知節(jié)點到某信標節(jié)點i的跳數(shù)值為K_i，若K_i>1，則Di′=HSi×(Ki-1);]]>若K_i＝1，則D_i＝HS_i，跳過二和三；

2)、計算Di′′=HSi×cosθ,]]>其中θ＝π-θ′，而θ′為未知節(jié)點最后兩跳路徑之間的夾角；

θ′的求解方法：

在信標節(jié)點i與該未知節(jié)點P的通信路徑上，利用該未知節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點P-2之間共同的鄰居節(jié)點數(shù)和P與P-2各自擁有的鄰居節(jié)點數(shù)的比值來估計θ，即：θ′≈-52π×cdP+π,]]>其中cdP=NCNP+NP-2,]]>N_C為未知節(jié)點P與其同路徑前驅(qū)節(jié)點的前驅(qū)節(jié)點P-2之間共同擁有的鄰居節(jié)點數(shù)，N_P為節(jié)點P的鄰居節(jié)點個數(shù)，N_P-2為節(jié)點P-2的鄰居節(jié)點數(shù)。

3)、計算該未知節(jié)點到信標節(jié)點i的距離：Di=Di′+Di′′.]]>