[發(fā)明專(zhuān)利]一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距節(jié)點(diǎn)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210595157.4
• 申請(qǐng)日: 2012-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103096462A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙菊敏;安文秀;李燈熬;趙寶峰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W64/00
• 分類(lèi)號(hào): H04W64/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距節(jié)點(diǎn)定位方法。

背景技術(shù)

在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless?Sensor?Network)中，節(jié)點(diǎn)的位置信息是網(wǎng)絡(luò)消息中不可缺少的部分，是目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤、事件地理位置報(bào)告等功能的前提。針對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)能源有限、通信易受環(huán)境影響、數(shù)量龐大且隨機(jī)散播等特點(diǎn)，高效、精確的定位算法至關(guān)重要。

目前無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法根據(jù)是否需要測(cè)距分為兩類(lèi)：基于測(cè)距和非測(cè)距。基于測(cè)距的算法包括對(duì)節(jié)點(diǎn)之間角度與距離的測(cè)量，主要有RSSI、TDOA、AOA等，測(cè)得距離或角度，再通過(guò)三邊測(cè)量法或三角測(cè)量法得到未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。基于非測(cè)距的算法包括質(zhì)心算法、DV-HOP、Amorphous等，利用構(gòu)建多邊形求質(zhì)心或者根據(jù)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)與跳距得到未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出針對(duì)TDOA無(wú)需射頻測(cè)距，基于時(shí)間差為節(jié)點(diǎn)賦予權(quán)值，并結(jié)合質(zhì)心算法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)定位。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)非測(cè)距節(jié)點(diǎn)定位方法，該方法包括以下步驟：

信標(biāo)節(jié)點(diǎn)周期性的廣播自身位置信息，包括ID號(hào)，自身位置坐標(biāo)；

未知節(jié)點(diǎn)在收到前三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)位置信息后，停止接收數(shù)據(jù)包，儲(chǔ)存三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)；

未知節(jié)點(diǎn)向信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送電磁波信號(hào)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到信號(hào)后再發(fā)確認(rèn)信號(hào)返回，未知節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到確認(rèn)信號(hào)的次序，分別記錄三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的接收到發(fā)送的時(shí)間差；

根據(jù)時(shí)間差，作為修正的權(quán)值，按修正后的計(jì)算式得出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；

獲得自身位置信息的未知節(jié)點(diǎn)將轉(zhuǎn)為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，開(kāi)始周期性廣播自身定位信息，直到全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都獲知自身位置信息。

進(jìn)一步，假設(shè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)O₁，O₂，O₃，與未知節(jié)點(diǎn)O的距離分布為d₁，d₂，d₃，并且以信標(biāo)節(jié)點(diǎn)為圓心，與未知節(jié)點(diǎn)距離為半徑畫(huà)圓，則未知節(jié)點(diǎn)落在三圓交疊的部分，設(shè)其交點(diǎn)分布為A，B，C，則

對(duì)于A，B，C三點(diǎn)的權(quán)值，可以考慮，當(dāng)O與O₂，O₃距離較近時(shí)，A的權(quán)值應(yīng)該較大，對(duì)于O與O₂，O₃距離的判定，通過(guò)TDOA可以得到，時(shí)間差作為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的權(quán)值，即M₂，M₃，設(shè)定其為A的加權(quán)因子；如下式所示：