[發(fā)明專利]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分布式信標(biāo)節(jié)點漂移檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210560187.1
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103067962A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏明;陳慶章;金言;黃昊程
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04W24/08
• 分類號: H04W24/08;H04W64/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信標(biāo)節(jié)點漂移的檢測方法。

背景技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位技術(shù)一般通過節(jié)點間的信息交換和協(xié)同處理，自動計算出節(jié)點地理位置坐標(biāo)。在定位過程中，一般存在兩種類型的節(jié)點：一種是少量的已知自身地理位置信息的，被稱為信標(biāo)節(jié)點(Beacon)，可通過人工布設(shè)和測量來獲得自身的位置信息；另一種是大量的未知自身地理位置信息的，被稱為未知節(jié)點或待定位節(jié)點。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的自我定位需要根據(jù)少數(shù)已知位置的信標(biāo)節(jié)點，按照某種定位機制確定未知節(jié)點的地理位置。

定位問題自無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期便引起廣泛重視，國內(nèi)外研究者在此方面已開展了較為深入而廣泛的研究。根據(jù)定位過程是否實際測量節(jié)點間距離，可把定位技術(shù)大致分為兩類：基于距離的（Range-Based）定位機制和距離無關(guān)的（Range-Free）定位機制。前者如文獻[1]Mao?GQ,Fidan?B,Anderson?BDO.Wireless?sensor?network?localization?techniques[J].Computer?Networks,51(10):2529-2553,2007.所述，通過各種手段測量節(jié)點間點到點的實際距離等信息，然后使用三邊測量法等計算未知節(jié)點位置，典型的如RSSI、TOA、TDOA和AOA等。距離無關(guān)的定位機制如文獻[2]Stoleru?R,He?T,and?Stankovic?JA.Secure?Localization?and?Time?Synchronization?for?Wireless?Sensor?andAd?Hoc?Networks[M].Springer2007:3-32.所述，無需實際距離信息，僅根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連通性等信息對節(jié)點間的距離進行估計和確定包含未知節(jié)點的可能區(qū)域，從而確定未知節(jié)點的位置，典型的如APIT算法、質(zhì)心算法、DV-Hop算法等。目前，大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位方法均依據(jù)信標(biāo)節(jié)點的精確位置來實現(xiàn)未知節(jié)點的定位，其前提是這些信標(biāo)節(jié)點的位置信息是可靠已知的。

在實際應(yīng)用環(huán)境中，往往會遇到信標(biāo)節(jié)點本身發(fā)生非預(yù)期的移動（即漂移），致使信標(biāo)節(jié)點本身的位置信息就是模糊的、誤差不可接受的或失去估計可信度的。此時就會因信標(biāo)節(jié)點的位置信息發(fā)生了誤差，導(dǎo)致未知節(jié)點定位結(jié)果出現(xiàn)錯誤。此時，需要對發(fā)生漂移的信標(biāo)節(jié)點進行檢測，并在未知節(jié)點定位時加以處理（如剔除漂移信標(biāo)節(jié)點），方能保證定位精度。然而，目前針對此問題的研究較少。Kuo等人在文獻[3]Kuo?SP，Kuo?HJ,Tseng?YC,Lee?YF.Detecting?movement?ofbeacons?in?location?trACKing?wireless?sensor?networks[A].In?proceeding?of?the?IEEE66th?Vehicular?Technology?Conference[C],2007,362-366.和文獻[4]Kuo?SP，Kuo?HJ,Tseng?YC.The?beacon?movem?ent?detection?problem?in?wireless?sensor?networks?for?localization?applications[J].IEEE?Transactions?on?Mobile?Computing,2009,8(10):1326-1338.中提出了一種基于信標(biāo)節(jié)點間接收信號強度變化的集中式信標(biāo)節(jié)點移動檢測方法。其主要問題在于：該方法是一個需求解NP完全問題的集中式算法，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時，通信開銷將會很大，運算速度和結(jié)果精度會產(chǎn)生矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中信標(biāo)節(jié)點漂移的檢測方法的通信開銷較大、不能兼顧運算速度和結(jié)果精度的不足，本發(fā)明提供一種通信開銷較小、兼顧運算速度和結(jié)果精度的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分布式信標(biāo)節(jié)點漂移檢測方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中分布式信標(biāo)節(jié)點漂移檢測方法，所述漂移檢測方法包括以下步驟：

（1）迭代次數(shù)c置0，在組網(wǎng)時刻，信標(biāo)節(jié)點向鄰居信標(biāo)節(jié)點發(fā)送HELLO包，執(zhí)行步驟（2）；

（2）信標(biāo)節(jié)點得到鄰居信標(biāo)節(jié)點發(fā)送的HELLO包，根據(jù)公式記錄RSSI行向量；