專利名稱：一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法。
背景技術(shù)：
節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，近年來很多研究人員對(duì)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)都做了深入的研究。節(jié)點(diǎn)的精確定位功能產(chǎn)生了很多新的應(yīng)用，如醫(yī)療監(jiān)控、動(dòng)物追蹤和急救服務(wù)。在很多情況下，為了使節(jié)點(diǎn)之間的信息有利用價(jià)值，節(jié)點(diǎn)位置是必不可少的，例如，如果我們部署一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)來監(jiān)控儲(chǔ)物室的設(shè)備，需要?jiǎng)討B(tài)更新節(jié)點(diǎn)位置來監(jiān)控設(shè)備的具體位置。在許多情況下，特別是突發(fā)事件情況下，需要迅速和隨機(jī)地部署傳感器網(wǎng)絡(luò)，因此沒有足夠的時(shí)間測(cè)量節(jié)點(diǎn)的位置。在這樣的應(yīng)用場(chǎng)景下，需要自動(dòng)知道節(jié)點(diǎn) 位置信息。協(xié)作定位是一種有效的節(jié)點(diǎn)定位方法，其在給定部分已知節(jié)點(diǎn)的位置信息的前提下，估計(jì)未知節(jié)點(diǎn)信息?；谛盘?hào)接收強(qiáng)度(RSS, Received Signal Strength)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法具有部署簡(jiǎn)單且不需要額外的硬件，因此得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有的基于RSS的節(jié)點(diǎn)協(xié)作定位方法通常是將接收到的RSS值直接轉(zhuǎn)化為距離信息，沒有考慮到環(huán)境中物體對(duì)RSS產(chǎn)生的衰減，或者僅考慮了靜態(tài)障礙物對(duì)節(jié)點(diǎn)定位造成的影響，當(dāng)環(huán)境中有隨機(jī)出現(xiàn)的移動(dòng)障礙物時(shí)，RSS會(huì)產(chǎn)生很大的波動(dòng)，因而嚴(yán)重影響節(jié)點(diǎn)定位精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，該方法在有移動(dòng)障礙物的情況下，能夠有效減小障礙物對(duì)節(jié)點(diǎn)定位精度的影響。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，包括以下步驟步驟I :建立每個(gè)鏈路RSS值的混合高斯模型；步驟2 :通過背景學(xué)習(xí)方法將RSS值中的背景RSS值分離出來；步驟3 :根據(jù)路徑損耗模型將背景RSS值轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)間的距離信息，并利用貝葉斯估計(jì)方法計(jì)算得到未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。而且，所述步驟I的混合高斯模型的數(shù)學(xué)模型為
權(quán)利要求
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I :建立每個(gè)鏈路RSS值的混合高斯模型； 步驟2 :通過背景學(xué)習(xí)方法將RSS值中的背景RSS值分離出來； 步驟3 :根據(jù)路徑損耗模型將背景RSS值轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)間的距離信息，并利用貝葉斯估計(jì)方法計(jì)算得到未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述步驟I的混合高斯模型的數(shù)學(xué)模型為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述混合高斯模型中的均值、方差和權(quán)重均利用自適應(yīng)線性濾波器進(jìn)行更新。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述所述步驟2的背景學(xué)習(xí)方法為 將k個(gè)分布按照Wk/ 0 k排序，前面的B個(gè)分布看做是背景模型
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于所述步驟3利用貝葉斯估計(jì)方法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型為 其中，Xi (t)是t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)i的坐標(biāo)， .= I丨尤(,— p —^ (P1)丨丨是i和j單位向量，Y是4-4八控制向量調(diào)整的步長(zhǎng)，j =^lO 10^是節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的距尚=|| JT. _ Il是節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的RSS值，d0為參考距離，P0是在參考距離Cltl處的RSS值，Pij是節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的RSS值，0是路徑損耗因子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作節(jié)點(diǎn)定位方法，包括以下步驟步驟1建立每個(gè)鏈路RSS值的混合高斯模型；步驟2通過背景學(xué)習(xí)方法將RSS值中的背景RSS值分離出來；步驟3根據(jù)路徑損耗模型將背景RSS值轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)間的距離信息，并利用貝葉斯估計(jì)方法計(jì)算得到未知節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，其根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度(RSS)在有移動(dòng)障礙物情況下的變化特征，通過建立鏈路RSS值的混合高斯模型并通過背景學(xué)習(xí)方法將測(cè)量的RSS值分離出背景RSS值，然后利用貝葉斯估計(jì)方法(LS)實(shí)現(xiàn)協(xié)作定位功能，有效地減小了障礙物對(duì)信號(hào)接收強(qiáng)度的干擾，從而獲得較高的節(jié)點(diǎn)定位精度。
文檔編號(hào)H04W64/00GK102711244SQ20121020502
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者李直, 楊永民, 江峰 申請(qǐng)人:北京中防視信科技有限公司