技術(shù)特征：

1.一種能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，包括下述步驟：

S1、初始化網(wǎng)絡(luò)；

S2、待定節(jié)點(diǎn)廣播信息，節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行信息交換，一個待定節(jié)點(diǎn)的廣播范圍內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)都會收到一個信息包，通過節(jié)點(diǎn)之間的信息交換，得到接收信號強(qiáng)度RSSI的信息；

S3、判斷待定節(jié)點(diǎn)的鄰居錨節(jié)點(diǎn)數(shù)量是否大于等于三個，少于的話則標(biāo)記為次級待定節(jié)點(diǎn)；

S4、利用三角形面積法，判斷待定節(jié)點(diǎn)是否位于任何一個由鄰居錨節(jié)點(diǎn)所組成的三角形的內(nèi)部，若待定節(jié)點(diǎn)不位于任何一個三角形的內(nèi)部，則同樣將該節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為次級待定節(jié)點(diǎn)，記錄每一個包圍了待定節(jié)點(diǎn)的三角形；

S5、對每一個三角形，使用三角形加權(quán)質(zhì)心算法求出它質(zhì)心的坐標(biāo)，窮盡所有被記錄的三角形，對所有質(zhì)心的坐標(biāo)取平均值，該平均值就是待定節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的估算值，第一次定位結(jié)束；

S6、查看次級待定節(jié)點(diǎn)的鄰居表，若有鄰居待定節(jié)點(diǎn)已被定位，則將已經(jīng)定位的鄰居節(jié)點(diǎn)升級為錨節(jié)點(diǎn)，重復(fù)步驟S3-S5，進(jìn)行第二次定位；

S7、在第二次定位中，如果仍出現(xiàn)鄰居錨節(jié)點(diǎn)少于三或不在任何一個三角形內(nèi)的待定節(jié)點(diǎn)，則將其標(biāo)記為未定位節(jié)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，步驟S6之前還包括下述步驟S0：

建立待定節(jié)點(diǎn)升級機(jī)制，該機(jī)制在網(wǎng)絡(luò)的第一次定位結(jié)束之后，通過將已定位節(jié)點(diǎn)升級成錨節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行第二次的定位，提升網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)覆蓋率。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，步驟S0中，所述待定節(jié)點(diǎn)升級機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方法如下：

S01、初始化網(wǎng)絡(luò)；

S02、對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行第一次定位，將已定位的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記位設(shè)置為1，將鄰居錨節(jié)點(diǎn)少于3個或沒被任何三角形所包圍的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記位設(shè)置為0；

S03、對待定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行逐個檢查，若節(jié)點(diǎn)的標(biāo)記位為1，則在原有錨節(jié)點(diǎn)儲存空間的底部開辟新的空間，并將自身信息賦予給相應(yīng)的錨節(jié)點(diǎn)ID；

S04、得到一組全新的錨節(jié)點(diǎn)信息后，標(biāo)記位為0的待定節(jié)點(diǎn)更新鄰居錨節(jié)點(diǎn)信息；

S05、對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行第二次定位，同樣將已定位的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記位設(shè)置為1，將鄰居錨節(jié)點(diǎn)少于3個或沒被任何三角形所包圍的節(jié)點(diǎn)標(biāo)記位設(shè)置為0；

S06、定位結(jié)束。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，所述標(biāo)記位作用是記錄待定節(jié)點(diǎn)是否已被定位，已定位則為1，未定位則為0，在第一次定位結(jié)束后，標(biāo)記位為0的待定節(jié)點(diǎn)成為次級節(jié)點(diǎn)，進(jìn)入第二次定位中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，步驟S1中，系統(tǒng)初始化時應(yīng)保證所有待定節(jié)點(diǎn)的初始狀態(tài)與錨節(jié)點(diǎn)一樣，再額外增加一個標(biāo)志位判斷自己是否已被定位，在之后的應(yīng)用中進(jìn)行再次定位時，可選擇標(biāo)記位是已定位的節(jié)點(diǎn)作為錨節(jié)點(diǎn)使用。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，步驟S2中，所述信息包中包含節(jié)點(diǎn)ID、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、節(jié)點(diǎn)剩余能量和節(jié)點(diǎn)標(biāo)記位信息。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，步驟S4中，利用三角形面積法，判斷待定節(jié)點(diǎn)是否位于任何一個由鄰居錨節(jié)點(diǎn)所組成的三角形的內(nèi)部的具體方法是：

假設(shè)A1、A2、A3為錨節(jié)點(diǎn)，U為待定節(jié)點(diǎn)，Δ_A1A2A3的面積為S_A1A2A3，當(dāng)待定節(jié)點(diǎn)位于三角形的內(nèi)部時，易知S_A1UA3+S_A1UA2+S_A2UA3＝S_A1A2A3，而當(dāng)待定節(jié)點(diǎn)位于三角形的外部時，也有S_A1UA3+S_A1UA2+S_A2UA3＞S_A1A2A3，因此可以直接判斷待定節(jié)點(diǎn)的是否位于一個三角形的內(nèi)部；

由于待定節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)是不知道的，所以無法直接計算待定節(jié)點(diǎn)與三個錨節(jié)點(diǎn)之間的距離，在網(wǎng)絡(luò)中引入RSSI即接收信號強(qiáng)度，那么節(jié)點(diǎn)在得到一個RSSI之后就可以通過下述公式(1)反推出距離：

$l=l_0*{10}^{\frac{\left(p_r\right(l_0)-p_r(l\left)\right)}{10n}}---\left(1\right)$

其中p_r(l₀)是參考距離為l₀時接收到的信號強(qiáng)度，p_r(l)是當(dāng)距離為l時接收點(diǎn)處的信號強(qiáng)度，n為路徑損耗指數(shù)；

在已知三邊長度的情況下，根據(jù)海倫公式(2)計算出該三角形的面積，

$S=\sqrt{p(p-a)(p-b)(p-c)}---\left(2\right)$

其中S為三角形面積，a、b、c為三角形的三邊長，p為三角形周長的一半。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，使用三角形加權(quán)質(zhì)心算法求它質(zhì)心的坐標(biāo)的具體方法為：

設(shè)組成三角形的錨節(jié)點(diǎn)A1、A2、A3的坐標(biāo)分別為(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，待定節(jié)點(diǎn)U到這三個錨節(jié)點(diǎn)的距離分別為d₁、d₂、d₃，所述d₁、d₂、d₃通過公式(1)計算出來，當(dāng)待定節(jié)點(diǎn)位于一個三角形的內(nèi)部時，則有下面的加權(quán)質(zhì)心公式：

$\left\{\begin{array}{c}x=\frac{\frac{x_1}{d_1^2}+\frac{x_2}{d_2^2}+\frac{x_3}{d_3^2}}{\frac{1}{d_1^2}+\frac{1}{d_2^2}+\frac{1}{d_3^2}}\\ y=\frac{\frac{y_1}{d_1^2}+\frac{y_2}{d_2^2}+\frac{y_3}{d_3^2}}{\frac{1}{d_1^2}+\frac{1}{d_2^2}+\frac{1}{d_3^2}}\end{array}\right.---\left(3\right)$

所得到x、y值就是該三角形的質(zhì)心加權(quán)坐標(biāo)，對所有符合條件的三角形求各自的質(zhì)心加權(quán)坐標(biāo)，再取它們的平均值，那么這個就是待定節(jié)點(diǎn)的估算坐標(biāo)，設(shè)共有m個三角形符合條件，則估算坐標(biāo)為：

$\{\begin{array}{c}{x}_r={\Σ}_{i=1}^m{x}_i/m\\ y_r={\Σ}_{i=1}^m{y}_i/m\end{array}.---\left(4\right)$

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，步驟S5中，使用三角形加權(quán)質(zhì)心算法求出它質(zhì)心的坐標(biāo)的步驟是：

S51、對一個待定節(jié)點(diǎn)D，使用三角形面積測試判斷其是否位于鄰居錨節(jié)點(diǎn)所組成的△ABC內(nèi)部，在內(nèi)部，轉(zhuǎn)到步驟S52，不在則轉(zhuǎn)到步驟S56；

S52、計算△ABC的重心Q，同時加權(quán)質(zhì)心公式求出一個新的點(diǎn)P_1；

S53、計數(shù)器加1，判斷計數(shù)器是否大于10，若大于則放棄Q的數(shù)據(jù)只保留位置P_1的坐標(biāo)，并轉(zhuǎn)到步驟S56；

S54、點(diǎn)Q與點(diǎn)ABC分別組成三個小三角形，判斷待定節(jié)點(diǎn)D位于哪一個小三角形中；

S56、對待定節(jié)點(diǎn)D所在的小三角形使用加權(quán)質(zhì)心公式求出一個新的點(diǎn)P_2；轉(zhuǎn)到下一個三角形，回到步驟S51，直至取盡所有三角形；

S57、計數(shù)器大于10，計算P_1的平均值；少于等于10但不等于0，計算P_2的平均值；計數(shù)器等于0，則標(biāo)記待定節(jié)點(diǎn)；該平均值作為待定節(jié)點(diǎn)D的估算坐標(biāo)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的能量采集無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的APIT節(jié)點(diǎn)定位方法，其特征在于，步驟S5中，使用三角形加權(quán)質(zhì)心算法求出質(zhì)心的坐標(biāo)的具體方法為：

設(shè)錨節(jié)點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)分別為(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)，待定節(jié)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(x,y)，點(diǎn)O(x₄,y₄)為ΔABC的重心，待定節(jié)點(diǎn)D到重心O的距離為d₄，點(diǎn)O的坐標(biāo)通過公式(5)得到：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_4=\frac{x_1+x_2+x_3}{3}\\ y_4=\frac{y_1+y_2+y_3}{3}\end{array}\right.---\left(5\right)$

ΔABC被分成了三個小三角形ΔABO、ΔACO、ΔBCO，通過面積的比較來要判斷待定節(jié)點(diǎn)D位于哪一個小三角形當(dāng)中，在判斷待定節(jié)點(diǎn)是否位于三角形內(nèi)所用的面積判斷法時已經(jīng)求出了S_ABD、S_ACD和S_BCD，接下來求S_ABD、S_ACD和S_BCD三者中數(shù)值最小者，對面積值最小的三角形使用加權(quán)質(zhì)心公式估算更高精度的坐標(biāo)。