[发明专利]一种无线传感器网络多点准确定位与跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络多点准确定位与跟踪方法，。

背景技术

无线定位与跟踪技术不仅在军事上有重大的应用价值，也在农业、工业生产信息自动化与控制领域具有广阔的应用空间。是大规模无线传感器网络数据检测、对目标的定位、跟踪、侦查、及与GIS相结合应用领域中的一项核心技术，传统的定位与跟踪技术一般采用GP S信号接收机或GPS与GPS基站构成差分定位跟踪的方法，将GPS信号接收器安装在各个定位与跟踪节点上接收定位信号，从而导致定位跟踪成本高，局部定位精度低、可靠性差等缺陷。

发明内容

为了克服无线传感器网络中定位成本高，精度低的缺陷。本发明的目的是提供一种无线传感器网络多点准确定位与跟踪方法。能对移动的定位节点进行较准确地定位和跟踪。

一种无线传感器网络多点准确定位与跟踪方法，它包括：

1)无线传感器网络定位固定节点载有GPS信号接收装置，被定位节点或移动节点具有无线发射与接收功能；

2)定位固定节点在同一平面上置于一个规则的多边形外围顶点；

3)定位固定节点处在接收各路信号路由时，也接收被定位节点和移动节点定位信号，根据定位固定节点接收到的定位信号能量计算出定位固定节点和被定位节点或移动节点间的距离，通过多点定位法计算出被定位节点的位置，当移动节点在移动过程中被定位固定节点通过多点定位法计算出定位位置点，由多个位置点描成运动轨迹，通过运动轨迹进行跟踪；

4)无线传感网络的网关节点通过USB接口与PC机相连；

5无线传感器网络各节点利用太阳能电池或蓄电池供电；

6)被定位或被跟踪的移动的节点发射信号时发射功率始终保持稳定一致。

所述的多点定位法是四个围成封闭的规则四方形的定位固定节点，记下GPS坐标，由这四点构成一个坐标系，以各定位固定节点接收到同一个被定位节点或移动节点的距离值r1、r2、r3、r4后，以各定位固定节点位置为圆心、以各定位固定节点与被定位节点或移动节点所测得的距离r1、r2、r3、r4为半径画圆。四圆相交相交于一点时通过计算机上位机拟合，记录下该点在坐标系中的坐标值，通过软件拟合手段即将节点的位置信息和运动轨迹清楚地记录并保存。

所述的无线传感器网络定位固定节点、被定位节点、移动节点均是以CC2431单片机为核心的无线传感器节点模块，定位固定节点又能稳定收到GPS信号的无线传感器节点。

所述的无线传感网络的网关节点通过包括任何串口转USB接口和任何协议的USB接口与PC机通信。

本发明与背景技术相比，具有以下特点：

(1)功能强大，可实现多点无线通讯方式的相对定位。定位固定节点数越多，定位精度越高。并可对移动节点进行定位与跟踪，在PC机上准确地描出移动节点运动轨迹。

(2)结构简单、经济、小巧灵活，整个无线传感器网络定位系统只须要在固定节点上安装GPS信号接收器，在无线传感器网络其它节点上没有加载任何其它设备。

(3)使用方便，将定位节点布置好后，布通整个无线传感器网络，利用PC机发送各种命令对系统进行控制。

(4)具有良好的经济效益，传统的无线传感器网络对移动的节点定位和跟踪十分困难，成本高。利用无线能量传输的无线传感器网络多点定位跟踪方法既可以降低应用成本，又可以方便定位和跟踪，可广泛推广，经济效益较好。

附图说明

图1为无线传感器网络多点精准定位与跟踪方法系统原理图。

图2为多点无线定位与跟踪、描动动轨迹原理图。

具体实施方式

1)无线传感器网络定位固定节点载有GPS信号接收装置，被定位节点或移动节点具有无线发射与接收功能；

2)定位固定节点在同一平面上置于一个规则的多边形外围顶点；

3)定位固定节点处在接收各路信号路由时，也接收被定位节点和移动节点定位信号，根据定位固定节点接收到的定位信号能量计算出定位固定节点和被定位节点或移动节点间的距离，通过多点定位法计算出被定位节点的位置，当移动节点在移动过程中被定位固定节点通过多点定位法计算出定位位置点，由多个位置点描成运动轨迹，通过运动轨迹进行跟踪；

4)无线传感网络的网关节点通过USB接口与PC机相连；

5)无线传感器网络各节点利用太阳能电池或蓄电池供电；

6)被定位或被跟踪的移动的节点发射信号时发射功率始终保持稳定一致。