專利名稱：一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自定位方法，適用于具有自組織特性的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有隱蔽性強、可快速部署、可自組織、成本低、能在惡劣和特殊環(huán)境下工作等優(yōu)點，目前，我方對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究還處于起步階段，仍存在一些關(guān)鍵技術(shù)問題亟需解決。大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常都是通過飛行器撒播、火箭彈射等方式任意地散布在被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，節(jié)點的位置信息具有很大的不確定性。而對于沒有確定位置信息的節(jié)點，其采集到的數(shù)據(jù)信 息幾乎是沒有什么應(yīng)用價值的。因此在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的各類應(yīng)用中，節(jié)點的位置信息對網(wǎng)絡(luò)本身的監(jiān)測活動非常重要，能夠確定事件發(fā)生的地點或者發(fā)布信息的節(jié)點位置都是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本功能之一，對傳感器網(wǎng)絡(luò)的實用性和有效性起著關(guān)鍵性作用。比如在重要目標(biāo)或敏感目標(biāo)的綜合安全防護中，需要以傳感器節(jié)點位置信息為基礎(chǔ)，確定發(fā)生異常的具體位置，以及入侵的告警等級；在目標(biāo)跟蹤中，傳感器節(jié)點感知到移動目標(biāo)的速度，需要結(jié)合自己的位置信息，才能監(jiān)視目標(biāo)的運動路線，并預(yù)測目標(biāo)運動軌跡，對目標(biāo)的精確打擊和戰(zhàn)場態(tài)勢監(jiān)視具有不可估量的意義。大規(guī)模無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位一般采用非測距定位方法，而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對非測距定位算法帶來很多不確定性因素。對于規(guī)則網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有的算法能很好的實現(xiàn)節(jié)點定位，但實際由于地形、環(huán)境以及布置方式等其它客觀因素的影響，不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)普遍存在，導(dǎo)致許多定位算法不能滿足要求。由于在不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中存在“節(jié)點空洞”和“盲區(qū)”，即在某一區(qū)域內(nèi)存在路由空洞，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)節(jié)點之間的多跳路由矢量形成一條弧形路由，弧形路由帶來的直接影響就是導(dǎo)致節(jié)點間的估計距離要遠(yuǎn)大于其真實值。傳統(tǒng)的路由矢量計算節(jié)點間距離方法很難適應(yīng)這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，必須要進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明針對傳統(tǒng)非測距定位過程中基于跳數(shù)信息換算得到的距離，容易受到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響，尤其是在不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)中誤差更為明顯這一問題，提出了一種新的定位方法，技術(shù)方案:本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點自定位方法，包含以下步驟:I)采用距離矢量交換協(xié)議，泛洪廣播至網(wǎng)絡(luò)，使得所有節(jié)點獲取到所有錨節(jié)點的跳段數(shù)目；2)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模以及錨節(jié)點的分布，適當(dāng)對錨節(jié)點進行聚類，形成若干個子區(qū)域。在各個子區(qū)域內(nèi)，根據(jù)錨節(jié)點之間的跳段距離信息，利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)判定因子δ對當(dāng)前子網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行判定；3)當(dāng)判定因子δ >2，對每個未知節(jié)點到錨節(jié)點的跳數(shù)進行升序排序，然后選取所有跳數(shù)對應(yīng)的錨節(jié)點的集合，記作{set:Hop，Num, ID}，并將該集合內(nèi)的Hop項初始化為IminhopJ集合，其中Hop代表按升序排序的跳數(shù)，Num代表當(dāng)前跳數(shù)下對應(yīng)的錨節(jié)點數(shù)目，ID代表當(dāng)前跳數(shù)下的錨節(jié)點編號；4)對集合{Set:Hop，Num, ID}內(nèi)元素逐個進行篩選，找出符合晉升條件的節(jié)點以及對其進行定位的參考錨節(jié)點。5)對于滿足判定條件的節(jié)點將其晉升；6)重新遍歷所有節(jié)點，執(zhí)行晉升策略，直至所有未知節(jié)點完成定位。
所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)判定因子
權(quán)利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點自定位方法，其特征在于，包含以下步驟: 1)采用距離矢量交換協(xié)議，泛洪廣播至網(wǎng)絡(luò)，使得所有節(jié)點獲取到所有錨節(jié)點的跳段數(shù)目； 2)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模以及錨節(jié)點的分布，適當(dāng)對錨節(jié)點進行聚類，形成若干個子區(qū)域，在各個子區(qū)域內(nèi)，根據(jù)錨節(jié)點之間的跳段距離信息，利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)判定因子δ對當(dāng)前子網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行判定； 3)當(dāng)判定因子S>2，對每個未知節(jié)點到錨節(jié)點的跳數(shù)進行升序排序，然后選取所有跳數(shù)對應(yīng)的錨節(jié)點的集合，記作{set:Hop, Num, ID},并將該集合內(nèi)的Hop項初始化為{minh()ps}集合，其中Hop代表按升序排序的跳數(shù)，Num代表當(dāng)前跳數(shù)下對應(yīng)的錨節(jié)點數(shù)目，ID代表當(dāng)前跳數(shù)下的錨節(jié)點編號； 4)對集合{set:Hop,Num, ID}內(nèi)元素逐個進行篩選,找出符合晉升條件的節(jié)點以及對其進行定位的參考錨節(jié)點。
5)對于滿足判定條件的節(jié)點將其晉升； 6)重新遍歷所有節(jié)點，執(zhí)行晉升策略，直至所有未知節(jié)點完成定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自定位方法，其特征在于:所述的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)判定因子
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自定位方法，其特征在于:步驟4中元素篩選步驟如下: 1)set集合內(nèi)選取一個閾值Numth作為判定條件； 2)將與之對應(yīng)的Hop項作為IminhtjpJ集合進行更新； 3)對該集合下每個ID的錨節(jié)點進行距離差最小二乘判定，即計算是否滿足
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點自定位方法，包含以下步驟采用距離矢量交換協(xié)議，泛洪廣播至網(wǎng)絡(luò)，使得所有節(jié)點獲取到所有錨節(jié)點的跳段數(shù)目；對錨節(jié)點進行聚類，形成若干個子區(qū)域。根據(jù)錨節(jié)點之間的跳段距離信息，利用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)判定因子對當(dāng)前子網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進行判定；對集合內(nèi)元素逐個進行篩選，找出符合晉升條件的節(jié)點以及對其進行定位的參考錨節(jié)點。對于滿足判定條件的節(jié)點將其晉升；重新遍歷所有節(jié)點，執(zhí)行晉升策略，直至所有未知節(jié)點完成定位。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，在DV-distance算法基礎(chǔ)上添加節(jié)點晉升策略，減小了不均勻網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點之間路由矢量的距離累積誤差，提高了整體定位精度。
文檔編號H04W40/20GK103220746SQ20131009939
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者賁偉, 吳振鋒, 蔣飛, 劉興川 申請人:中國電子科技集團公司第二十八研究所