專利名稱：基于少量錨節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法，尤其涉及一種基于少量錨節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法，實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗和較的定位。
背景技術(shù)：
在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，位置信息對(duì) 傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)至關(guān)重要，事件發(fā)生的位置或獲取信息的節(jié)點(diǎn)位置是傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)消息中所包含的重要信息，沒(méi)有位置信息的監(jiān)測(cè)消息往往毫無(wú)意義。因此，確定事件發(fā)生的位置或獲取消息的節(jié)點(diǎn)位置是傳感器網(wǎng)絡(luò)最基本的功能之一。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，定位算法通常分為基于距離的定位算法和距離無(wú)關(guān)的定位算法。基于測(cè)距的定位算法一般利用測(cè)量得到節(jié)點(diǎn)相互間的距離或角度信息來(lái)實(shí)現(xiàn)位置計(jì)算，主要方法有利用信號(hào)達(dá)到的時(shí)間差(TOA)、利用兩種不同信號(hào)到達(dá)的時(shí)間差(TD0A)、利用角度(AOA)及利用無(wú)線信號(hào)的衰減度(RSSI)，其中，TOA、TDOA和AOA方法均需依賴大量昂貴且消耗能量的硬件。而RSSI法雖無(wú)需添加額外硬件，但根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算兩節(jié)點(diǎn)間的距離具有較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中定位成本高，功耗大，精度低的缺陷，本發(fā)明提供一種基于少量錨節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法，實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗和較的定位。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種基于少量錨節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法，步驟如下I)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)，所述的錨節(jié)點(diǎn)上還載有GPS信號(hào)接收裝置。2)所述的錨節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送信標(biāo)信息(包括識(shí)別信息和自身位置信息)，所述的被測(cè)節(jié)點(diǎn)在接收到各個(gè)信標(biāo)信息后，進(jìn)行平滑濾波，并將RSSI值通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳播路徑損耗模型轉(zhuǎn)換為距離值。3)將距離值從小到大排序?yàn)閞A、rB、r。和rD,通過(guò)A, B, C點(diǎn)得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)Ei ( yi；i )，通過(guò)A、C、D得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)E2 ( xr；i, Yp2 )，通過(guò)A、B、D得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)E' (x￡3, y￡i ),通過(guò)B、C、D得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)E4 ( xE/ y^)。參與每次定位3個(gè)錨節(jié)點(diǎn)距離之和求倒數(shù)，得到加權(quán)因子，通過(guò)加權(quán)因子計(jì)算出被測(cè)節(jié)點(diǎn)E(xE，yE)的位置，計(jì)算公式如下
權(quán)利要求
1.一種基于少量錨節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法，步驟如下 1)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)，所述的錨節(jié)點(diǎn)上還載有GPS信號(hào)接收裝置； 2)所述的錨節(jié)點(diǎn)周期性發(fā)送信標(biāo)信息，所述的被測(cè)節(jié)點(diǎn)在接收到各個(gè)信標(biāo)信息后，進(jìn)行平滑濾波，并將RSSI值通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳播路徑損耗模型轉(zhuǎn)換為距離值。
3)將距離值從小到大排序?yàn)閞A，rB,rc, rD,對(duì)4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位；通過(guò)A，B, C點(diǎn)得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)￡, (XV )，通過(guò)A、C、D得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)五2 ( , )，通過(guò)A、B、D得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)盡(X1^ yt,),通過(guò)B、C、D得到E點(diǎn)的坐標(biāo)估計(jì)五4 (而,4，k );參與每次定位3個(gè)錨節(jié)點(diǎn)距離之和求倒數(shù)，得到加權(quán)因子，通過(guò)加權(quán)因子計(jì)算出被測(cè)節(jié)點(diǎn)E(xE，yE)的位置，計(jì)算公式如下 X￡, 丨 xK1 丨 XE' 丨 xEirA+rB + rc rA+rB+rD rA+rc+rD rB+rc+rD Χε— --1---1---1-- _ rA+rB+rc rA+rB+rD rA+rc+rD rB+rc+rD少￡, |丨丨 rA+rB+ rC rA +rB+ rD rA + rC + VD rB + VC + ΓΡ yE=I --1---1---1--o 、 rA+rB+rc rA+rB+rD rA+rc+rD rB+r(. +rD
全文摘要
一種基于少量錨節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位方法，把這4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，根據(jù)RSSI測(cè)距特性，被測(cè)節(jié)點(diǎn)可根據(jù)到任意三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離得到自身在此坐標(biāo)系中的位置，從而獲得4組數(shù)據(jù)。利用求加權(quán)質(zhì)心的方法，得到被測(cè)節(jié)點(diǎn)最終的位置。整個(gè)定位算法完全采用幾何運(yùn)算，不需要循環(huán)迭代，具有非常好的快速性，對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)定位具有明顯的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)硬件要求不高，整個(gè)定位過(guò)程中節(jié)點(diǎn)間無(wú)需額外的通信開(kāi)銷，能較好地適應(yīng)WSNs低成本與低功耗的要求，具有較高的使用價(jià)值。
文檔編號(hào)H04W64/00GK102740454SQ201110099609
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者季大夫, 張偉, 張艷鶴, 朱程峰, 汪梅, 沈焱鑫, 金建芳, 陸建中, 陳玥瑋, 黃環(huán)奔 申請(qǐng)人:嘉興學(xué)院