[發明專利]一種無線傳感器網絡中的啟發式節點定位方法

有效

• 申請號: 201210066549.1
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102625447A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 徐平平;楊希;褚宏云
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種無線傳感器網絡中的啟發式節點定位方法，其特征在于該方法包括以下兩個過程：

步驟一.接收信號強度指示RSSI與實際距離d之間的模型曲線訓練

RSSI-d模型訓練在RSSI-d自動訓練區內完成，步驟如下：

1)未知節點進入RSSI-d自動訓練區，向RSSI-d模型存儲節點ME發送RSSI-d模型查詢請求數據包Rd_search_request，M_E根據自身存儲情況響應，向未知節點發送RSSI-d模型查詢回復數據包Rd_search_reply；

2)未知節點根據Rd_search_reply數據包內容，若得到本類型設備的RSSI-d模型數據，則本過程結束，進入步驟二未知節點自身定位過程；若未查詢到本類型設備的RSSI-d模型數據，則進行步驟3)；

3)未知節點向RSSI-d自動訓練區內的訓練錨節點M_T廣播RSSI-d模型訓練請求數據包Rd_train_request，Rd_train_request廣播次數為N_T，廣播間隔為T_T；

4)RSSI-d自動訓練區內的訓練錨節點在收到來自未知節點的Rd_train_request包后，回復RSSI-d模型訓練回復數據包Rd_train_reply；

5)未知節點在收到各訓練錨節點M_T的Rd_train_reply數據包之后，計算與各M_T之間的RSSI均值，并根據已知的距離信息d_1...m，使用最小二乘法進行擬合，得到本類型設備與網絡錨節點之間的RSSI-d模型；

6)未知節點向存儲節點M_E發送自身的RSSI-d模型數據包，M_E收到后存儲該未知節點類型設備的RSSI-d模型數據；

步驟二.未知節點自身定位

21)未知節點進入定位區，根據自身狀況確定定位精度、定位時間、定位能耗三者所占權重a₁，a₂，a₃，然后根據最優性能評價函數計算定位參數：定位請求包個數N_L；定位請求包發送間隔T_L；

其中，最優性能評價函數的構造方法遵循以下步驟：

a)確定性能評價指標定位精度、定位時間、定位能耗三者所占權重

a₁，a₂，a₃，且a₁+a₂+a₃＝1；

b)確定定位精度、定位時間、定位能耗三者與定位請求包個數n以及定位請求包發送間隔t之間的函數關系f(n，t)、g(n，t)、h(n，t)，函數關系如下：

g(n，t)＝nt

h(n，t)＝ne_o+(n-1)te_m

其中σ²為噪聲方差，節點發送一次請求包或回復包能耗為e_o，節點正常工作狀態的每秒平均能耗為e_m；

c)建立最優性能評價函數：

(M_fmin，M_fmax?)，(M_gmin，M_gmax)，(M_hmin，M_hmax)分別為f(n，t)、g(n，t)、h(n，t)的值域；

在構造最優性能評價函數之后，求取使得最優性能評價函數取最小值時的n，t值，分別賦予N_L，T_L；

22)未知節點向定位區域內的定位錨節點M_L廣播定位請求數據包Lo_request，廣播次數為步驟21)中計算所得N_L，發送間隔為步驟21)中計算所得T_L；

23)定位錨節點M_L在收到來自未知節點的Lo_request請求包后，立即回復定位回復數據包Lo_reply給未知節點；

24)未知節點在收到來自各定位錨節點M_L的Lo_reply回復包之后，計算與各定位錨節點M_L之間的RSSI均值，然后根據自身的RSSI-d模型計算得到與

各定位錨節點M_L之間的距離值d_ML1...d_MLN；

25)未知節點可能收到來自三個以上定位錨節點的回復包，根據步驟24)計算得到的距離值，選擇出三個最小值d_ML1，d_ML2，d_ML3，并與相應定位錨節點對應；

26)未知節點根據步驟25)選擇出的與三個定位錨節點之間的距離信息，使用三邊測量法計算得到未知節點自身坐標。