[發明專利]一種基于定向充電時間的可充電節點定位方法

有效

• 申請號: 201810275509.5
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108549050B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 李建雄;郭陽
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于移動通信技術領域，涉及一種基于定向充電時間的可充電節點定位方法。步驟為：依據充電器天線選用定向天線和可充電節點天線選用全向天線的增益特性，將可充電節點和充電器放入全局直角坐標系中，結合弗里斯傳輸公式和電容充電公式得到理想充電模型；根據實際環境進行修正，得到環境適應充電模型；使用環境適應充電模型可以得到不同方向充電時間與充電距離的關系，建立準確的定位方程；通過幾何法和最小二乘法相結合獲得可充電節點位置的優化目標函數，從而實現基于定向充電時間的定位方法。本發明不需要額外精密設備，且定位精度較高，能夠滿足用戶低成本下使用高精度定位系統的要求。

技術領域

本發明屬于移動無線通信技術領域，涉及一種基于定向充電時間的可充電節點定位方法。

背景技術

隨著無線傳感器網絡的快速發展與廣泛應用，社會對傳感器網絡的使用時間與穩定性的需求也越來越高。無線充電技術引起了人們的廣泛關注，研究人員開始通過無線能量傳輸方式向傳感器網絡提供能量供應，這種新興的傳感器網絡被稱為無線可充電傳感器網絡(Wireless Recharge Sensor Networks，WRSN)。在WRSN中的許多應用一般都需要知道傳感器節點自身的位置信息，在此基礎上才能向用戶提供想要的監測信息和服務。如果網絡僅僅提供節點監測數據而沒有節點位置信息，在很多的應用場合下是毫無意義的。此外，在無線可充電傳感器網絡中節點的位置還決定充電網絡規劃和效率。因此，節點的位置信息至關重要。

現有類似于全球定位系統等高精度定位設備一般不適合集成在數量多、體積小、功耗低的傳感器網絡節點上。并且，基于現有測距的定位方法需要直接獲得未知節點和錨節點間的距離或角度，雖然這類方法具有較高的定位精度，但節點一般都需要裝有額外的測量裝置或者準確的信號傳輸模型。相反，基于非測距的定位方法通過未知節點和錨節點間的相互連接關系或相對位置實現定位，這類方法實現起來更容易，但一般定位精度較低。因此，設計成本低、效率高、誤差小的定位方法成為了國內外研究的熱點。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于定向充電時間的可充電節點定位方法。本發明通過構建基于充電器選用定向天線和可充電節點選用全向天線的定向充電場景，結合弗里斯傳輸公式和電容充電公式得到理想充電模型。根據實際環境進行修正，得到環境適應充電模型。使用環境適應充電模型可以得到不同方向充電時間與充電距離的關系，建立準確的定位方程。通過幾何法和最小二乘法相結合獲得可充電節點位置的優化目標函數。系統通過測得任意朝向的充電器停留在不同位置為可充電節點充電到一定電壓所需的時間實現可充電節點定位。

其具體步驟如下：