[發明專利]一種基于種子節點選擇的無線傳感器網絡定位方法及系統

有效

• 申請號: 201210061583.X
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102665272A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 鄭建穎;劉道海;孫玉娥;黃艷;汪一鳴
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種無線傳感器網絡定位方法及系統。?

背景技術

無線傳感器網絡(Wireless?Sensor?Network，WSN)是大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡，其目的是協作地感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內感知對象的監測信息，并報告給用戶。?

無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取和處理技術，能夠實時監測、感知和采集各種環境或檢測對象的信息，具有靈活性、容錯性、高感知能力、低費用以及快速布局等特點，廣泛應用于國防軍事、環境監測和預報、醫療衛生、空間探索等領域。?

無線傳感器網絡中的很多特定應用都依賴于傳感器節點或者目標物體的地理位置信息。傳感器節點必須明確自身位置才能詳細說明在什么位置或區域發生了特定事件，實現對外部目標的定位和追蹤。?

現有的無線傳感器網絡定位方法普遍利用無線電信號的強度值進行定位，存在定位精度低的問題，而要提高定位精度，最簡單的無線傳感器節點定位方法就是為無線傳感器網絡中的節點全部安裝GPS定位儀，但是由于實際應用中，部署在一個無線傳感器網絡中的無線傳感器節點的數量非常龐大，所以這種方法增加了無線傳感器節點的設備復雜性，極大的增加了利用無線傳感器網絡進行監測的成本。因此，目前還沒有一種在不增加無線傳感器節點設備復雜性的前提下實現高精度定位的方法及相關系統。?

因此，針對上述技術問題，有必要提供一種具有改良結構的無線傳感器網絡定位方法及系統，以克服上述缺陷。?

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種無線傳感器網絡定位方法及系統，用于實現在不增加無線傳感器節點設備復雜性的前提下，提高無線傳感器網絡的定位精度。?

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：?

一種基于種子節點選擇的無線傳感器網絡定位方法，所述無線傳感器網絡中包括位置已知的用以發送無線信號的錨節點和位置未知的待定位節點，其包括：?

1)依據待定位節點接收到的無線信號及無線信號衰減模型，獲得所述待定位節點與發送所述無線信號的錨節點間的第一距離，所述無線信號包括錨節點的位置坐標及所述無線信號的發射功率；?

2)從與所述待定位節點接收到的無線信號相對應的錨節點中，選擇預設數量的錨節點以構造預設數量的錨節點組合；?

3)選取錨節點組合中的錨節點子組合，進而對各個錨節子組合進行計算，從而篩選出符合要求的錨節點組成目標錨節點子組；?

4)根據所述目標錨節點子組合中錨節點的位置坐標計算所述待定位節點的最終位置坐標。?

優選的，在上述無線傳感器網絡定位方法中，所述步驟1)前還包括：控制錨節點向所述待定位節點發送無線信號。?

優選的，在上述無線傳感器網絡定位方法中，所述步驟3)具體包括：?

31)當所述錨節點組合中含有N個錨節點，選擇所述錨節點組合中每N-k個錨節點設置為一個錨節點子組合，其中k為小于N的預設值，選取M個組合；?

32)依據所述錨節點的位置坐標及所述錨節點與所述待定位節點的第一距離，獲得與所述每個錨節點子組合相對應的所述待定位節點的初始位置坐標，總共有M個；?

33)依據每個錨節點子組合中各個錨節點所對應的所述待定位節點的初始位置坐標，計算所述待定位節點與各個錨節點的第二距離；?

34)計算與所述每個錨節點子組合中各個錨節點所對應的第一距離與第二距離的偏差值，并取偏差值的中間值作為所述各個錨節點組合的代表偏差值；?

35)使用所述代表偏差值的最小值求出權，并取代表偏差值最小的錨節點子組合所求出的坐標作為暫定的估計坐標，然后使用此坐標再次求出所述待定?節點與所有錨節點的第二距離，且計算出與對應錨節點的第一距離之間的偏差值，通過權來判斷每個錨節點所對應的偏差值是否在允許范圍之內，若不在，舍去此錨節點的數據，若在，則保留此錨節點數據；?

36)按照所保留的錨節點數量設置一個新的錨節點子組合，并使這個錨節點子組合執行步驟32)。?

優選的，在上述無線傳感器網絡定位方法中，所述無線信號衰減模型為：?其中，p為相應錨節點所發射無線信號的發射功率，q為待定位節點所接收到的相應錨節點的無線信號功率，d為待定位節點與相應錨節點的第一距離，a為信號衰減因子。?

為實現上述目的，本發明還提供如下技術方案：?