[發明專利]一種雙移動信標自適應密度感知定位方法

有效

• 申請號: 201210506602.5
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102984800A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 苘大鵬;楊武;王巍;玄世昌;劉珊;高光照
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于無線傳感器網絡技術領域，尤其涉及一種可用于復雜環境中的隨機部署無線傳感器網絡的定位方法。

背景技術

對于地理位置不可達，環境復雜多變的無線傳感器網絡應用環境，手動部署節點位置很難實現且效率非常低，因此只能采取隨機布撒節點的方式，由此產生的無線傳感器網絡具有網絡形狀不規則，節點分布不均勻，存在網絡障礙等特點，使得現有的絕大多數定位方法受到應用限制。因此，需要找到一種可以根據網絡實際需要，可根據節點分布情況添加信標節點，繞行網絡障礙和“空洞”的自適應定位方法。

當前能夠解決隨機部署無線傳感器網絡信標部署問題的有效辦法就是采用移動信標節點，即通過一個移動信標節點在網絡中移動并周期地發送含有信標節點位置信息的信標信號，未知節點接受這些信標信號并通過特定的算法估算自己的位置。移動信標定位技術的關鍵在于移動信標移動軌跡的規劃問題，目前移動信標路徑規劃可分為靜態路徑規劃和動態路徑規劃兩類，其中經典的靜態路徑規劃有掃描軌跡、雙掃描軌跡、螺旋式軌跡、希爾伯特軌跡、馬爾科夫移動模型、隨機走動模型等。由于靜態移動路徑都建立在目標網絡為規則的長方形網絡且節點均勻部署的情況下，移動路徑采取隨機變化或事先確定，不能結合實際網絡環境確定軌跡。

動態路徑規劃是由移動信標節點動態感知周圍節點而使信標實時移動，不需要預先設定移動路線，信標可根據不同網絡環境做出不同的判斷來完成不同的移動路線。AMobile?BeaconBased?Approach?for?Sensor?Network?Localization[C].20073rd?IEEE?International?Conference?onWireless?and?Mobile?Computing,Networking?and?Communications.White?Plains,NY，Oct.8-10,2007:44-51.提出一種動態希爾伯特曲線，在原有靜態希爾伯特曲線基礎上可實時根據網絡節點密度進行信標部署點的分化。Real-time?path?planning?of?mobile?anchor?node?in?localization?forwireless?sensor?networks[C].Proceedings?of?the?2008?IEEE?International?Conference?onInformation?and?Automation,Zhangjiajie,China,June,20-23,2008:384-389.將圖論中生成樹遍歷方法應用到移動信標節點路徑規劃問題中。Study?on?mobile?beacon?trajectory?for?nodelocalization?in?wireless?sensor?networks[C].Proceedings?of?the?2010IEEE?International?Conferenceon?Information?and?Automation,Harbin,China,June,20-23,2010:1577-1581.提出虛擬力軌跡方法，根據周圍節點密度對信標節點的虛擬力影響來決定信標移動方向，直到網絡中全部節點受到3個以上信標參考信息結束。基于移動錨節點的無線傳感器網絡定位技術研究[D].西南交通大學碩士學位論文,2010出一種基于禁忌搜索的路徑規劃方法，根據局部節點密度使信標節點每一步移動都采用局部搜索求得的局部最優解。以上的經典動態路徑規劃方法解決了無限傳感器網絡定位算法對信標節點的依賴問題，能夠根據網絡形狀和密度規劃信標移動路徑，但都忽略了兩個重要問題：信標動態移動過程中存在眾多重疊或重復路徑，帶來很大的不必要的能量損耗；信標移動過程中只考慮了所有未知節點可收到3個以上信標節點從而成功定位，但沒有考慮到部分節點收到的信標會存在很大的共線問題，從而使定位精度下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種保證為全網添加虛擬信標節點的同時，提高定位的能量有效性與定位精度的基于雙移動信標的自適應密度感知定位方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種雙移動信標自適應密度感知定位方法，包括如下步驟：

（1）網絡初始化：

部署無線傳感器網絡節點后，相對靜止的兩個信標節點進行自身位置的初始化，信標節點廣播消息、收集鄰居節點信息的同時，分為主信標節點和從信標節點，主信標節點用于決策移動方向和計算移動步長，從信標節點用于根據主信標節點位置計算移動的下一個位置；

（2）統計局部鄰居節點信息：