[發(fā)明專利]一種無線傳感器網絡森林定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710565938.1
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107396309B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 余樂;易曉梅;莫路鋒
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W64/00;G01S5/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種森林無線傳感器網絡定位方法，包括以下步驟：

(1)根據RSSI在不同區(qū)域的離散系數(shù)將整個定位區(qū)域劃分成m個定位子區(qū)域，并擬合建立每個定位子區(qū)域的RSSI路徑損耗模型組成整個定位區(qū)域的RSSI路徑損耗模型R^N；j為定位子區(qū)域的序號，j＝1，2，3，...，m；

(2)融合所述RSSI路徑損耗模型R^N與整個定位區(qū)域的對數(shù)路徑損耗模型R^D，得到森林路徑損耗模型R；

(3)根據所述森林路徑損耗模型R，采用分區(qū)域三邊測量定位方法確定多個無線傳感器定位節(jié)點；

(4)采用k-means聚類方法對所述多個無線傳感器定位節(jié)點進行聚類，確定最終無線傳感器定位節(jié)點；

所述的步驟(1)中的具體步驟為：

(1-1)通過實驗測量得到n個離散RSSI數(shù)組(RSSI_i，d_i)，RSSI_i為采集的第i個RSSI值，且i＝1，2，3，...，n，d_i為與RSSI_i對應的距離，該距離為采集信號點距信號發(fā)射節(jié)點之間的長度；

(1-2)采用滑動窗口尋找劃分區(qū)域節(jié)點，實時計算滑動窗口內離散RSSI的離散系數(shù)，選取離散系數(shù)突變時，滑動窗口內離散RSSI的中值對應的距離為劃分區(qū)域節(jié)點，得到m個定位子區(qū)域；

(1-3)對每個定位子區(qū)域中的離散RSSI數(shù)組擬合得到RSSI隨距離變化的RSSI路徑損耗模型

(1-4)結合m個RSSI路徑損耗模型得到RSSI路徑損耗模型R^N：

其中，對于整個定位區(qū)域[0，a]，a₁，a₂，…，a_j，…，a_n為劃分區(qū)域節(jié)點。

2.如權利要求1所述的森林無線傳感器網絡定位方法，其特征在于，所述的整個定位區(qū)域的對數(shù)路徑損耗模型R^D為：

其中，為第j個子區(qū)域的對數(shù)路徑損耗模型，A表示參考點處的接收信號強度，v_j為第j個定位子區(qū)域的環(huán)境影響因子。

3.如權利要求2所述的森林無線傳感器網絡定位方法，其特征在于，所述的A與v_j的確定方法為：

將距離發(fā)射節(jié)點1m處的RSSI值作為A；

屬于第j個定位子區(qū)域的環(huán)境影響因子v_j：

公式(3)中，d₁₂為屬于第j個定位子區(qū)域中錨節(jié)點K₁和K₂之間的距離，A為距離發(fā)射節(jié)點1m處的RSSI值，為錨節(jié)點m₁、m₂處RSSI值的平均值。

4.如權利要求2所述的森林無線傳感器網絡定位方法，其特征在于，所述的森林路徑損耗模型R為：

公式(4)中，α_j和β_j分別表示和的所占比重系數(shù)。

5.如權利要求4所述的森林無線傳感器網絡定位方法，其特征在于，確定比重系數(shù)α_j和β_j的方法為：

首先，在第j個子區(qū)域內，通過多次實驗，采集多組數(shù)據(RSSI，d)并計算該多個RSSI值的平均值

然后，根據采集的多組數(shù)據(RSSI，d)，利用上述方法確定模型與

最后，建立公式(5)，并以f(α_j，β_j)最小為目標求解公式(5)，進而確定α_j，β_j，

6.如權利要求1所述的森林無線傳感器網絡定位方法，其特征在于，本發(fā)明方法還包括采用高斯濾波模型對RSSI進行濾波。