專利名稱：一種基于能量均衡的物聯(lián)網(wǎng)目標定位算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是基于能量均衡的物聯(lián)網(wǎng)目標定位算法，屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每次目標探測階段中，由于同一時刻，會有很多節(jié)點都能探測到目標，又由于這些節(jié)點對于目標此刻所在位置的覆蓋率有所不同，且這些節(jié)點都在后面的報告階段中，傳送了自己對于目標此刻的探測信息。但是在這些探測節(jié)點中，只能最終選擇三個節(jié)點，再根據(jù)他們的探測信息，具體對目標進行定位。如果此時單純只從考慮它們對于目標此刻的覆蓋率的大小，來選擇覆蓋率最高的3個節(jié)點來進行目標定位，這樣勢必會出現(xiàn)一個問題，那就是某些節(jié)點可能會被頻繁的選擇來對目標進行定位，同時也可能會使得一些覆蓋率低的節(jié)點長期不能得到用來對目標定位。這樣一來，會導致這些頻繁被用來對目標進行定位的節(jié)點能量很快被消耗完，就會變成失效的節(jié)點，結(jié)果只能是降低網(wǎng)絡(luò)覆蓋程度的降低，最重要的是降低了整個網(wǎng)絡(luò)的生命期。因此，根據(jù)這樣只考慮覆蓋率來選擇定位節(jié)點，并不是很理想。在實際中，并不能合理地使用網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的能量，網(wǎng)絡(luò)工作的總時間得不到理想的情況

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的基于能量均衡的目標定位算法主要是以下三個步驟構(gòu)成:I)目標探測階段。此階段主要是每個傳感器節(jié)點根據(jù)自己對于目標的覆蓋率，來判斷自己是否能夠探測到該節(jié)點，將這些能夠探測到目標的節(jié)點形成一個動態(tài)簇。如果有部分節(jié)點不能探測到該目標，就可以進入休眠狀態(tài)，直到下次探測時刻到來，進行新的一次目標探測。這樣就可以減小能量的消耗，使得一些節(jié)點進入休眠，減小能量的消耗。2)目標報告階段。在這個階段中，每個探測到目標的節(jié)點，要將自己的監(jiān)測數(shù)據(jù)報告給數(shù)據(jù)處理基站，從而基站可與在所報告的節(jié)點中選擇三個節(jié)點，為目標定位做準備。3)目標定位階段。根據(jù)上個階段選出的三個節(jié)點，根據(jù)它們所傳送的探測信息，進行目標定位。本發(fā)明算法針對單純只考慮覆蓋率而出現(xiàn)的弊端，同時也引入了一個新的考慮因素，那就是每個節(jié)點的剩余能量。每個定位工程中，選擇最終用來定位的三個節(jié)點時，結(jié)合該時刻各個節(jié)點的剩余能量的多少和各個節(jié)點的覆蓋率這兩個雙重因素，這樣會很大程度地延長了網(wǎng)絡(luò)的生命期的同時，也使得對于目標跟蹤的精確程度并未削減。此具體為:a)方法中，對于以上這兩個因素的考慮，是通過它們所占的權(quán)重不同，將這兩者結(jié)合起來。在每次目標定位過程中，令本次簇內(nèi)通過覆蓋率選擇用來定位的節(jié)點的權(quán)重為Q1,而通過節(jié)點剩余能量選擇用來定位的節(jié)點的權(quán)重為ω2，而其中約束條件為:ωι+ω2 =
1b)又由于節(jié)點覆蓋率和節(jié)點的剩余能量是具有不同量綱的兩個量，直接結(jié)合是沒有實際意義的，所以每次定位過程中，在簇頭從所有報告節(jié)點中選擇三個節(jié)點來進行目標定位之前，首先對所有報告節(jié)點的覆蓋率進行歸一化，如節(jié)點i覆蓋率歸一化后得到Xi ;其次再對所有報告節(jié)點的剩余能量進行歸一化，如節(jié)點i剩余能量歸一化后為Zi。c)歸一化完畢后，對于這些所有報告節(jié)點，按照公式y(tǒng)i =，計算出這些節(jié)點的y值。d)通過從這些報告節(jié)點中選擇yi最大的三個節(jié)點，通過它們?nèi)齻€的報告信息，再對于目標的位置進行目標定位。 ·
權(quán)利要求
1.本文的基于能量均衡的目標定位算法主要是以下三個步驟構(gòu)成: 1)目標探測階段。此階段主要是每個傳感器節(jié)點根據(jù)自己對于目標的覆蓋率，來判斷自己是否能夠探測到該節(jié)點，將這些能夠探測到目標的節(jié)點形成一個動態(tài)簇。如果有部分節(jié)點不能探測到該目標，就可以進入休眠狀態(tài)，直到下次探測時刻到來，進行新的一次目標探測。這樣就可以減小能量的消耗，使得一些節(jié)點進入休眠，減小能量的消耗。
2)目標報告階段。在這個階段中，每個探測到目標的節(jié)點，要將自己的監(jiān)測數(shù)據(jù)報告給數(shù)據(jù)處理基站，從而基站可與在所報告的節(jié)點中選擇三個節(jié)點，為目標定位做準備。
3)目標定位階段。根據(jù)上個階段選出的三個節(jié)點，根據(jù)它們所傳送的探測信息，進行目標定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的目標定位算法，其特征在于:所述步驟(2)的每個定位工程中，選擇最終用來定位的三個節(jié)點時，結(jié)合該時刻各個節(jié)點的剩余能量的多少和各個節(jié)點的覆蓋率這兩個雙重因素，這樣會很大程度地延長了網(wǎng)絡(luò)的生命期的同時，也使得對于目標跟蹤的精確程度并未削減。
全文摘要
本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，是一種基于能量均衡的物聯(lián)網(wǎng)目標定位算法，本發(fā)明設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)目標定位通過喚醒活動目標周圍一定范圍內(nèi)的傳感器節(jié)點形成動態(tài)簇，它包括簇頭節(jié)點和簇內(nèi)節(jié)點，簇內(nèi)節(jié)點將感知目標信息和節(jié)點定位坐標發(fā)送到簇頭節(jié)點，簇頭節(jié)點選擇三個節(jié)點，利用目標定位算法，進行目標位置定位。通過預測目標下一時刻位置喚醒相應(yīng)區(qū)域內(nèi)節(jié)點形成新的動態(tài)簇，從而實現(xiàn)對活動目標的連續(xù)定位。
文檔編號H04W16/00GK103167504SQ20111042213
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者李穩(wěn), 戴菲菲, 彭力 申請人:江南大學