[发明专利]一种无线传感器网络中的启发式节点定位方法

说明书

技术领域

本发明是一种适用于无线传感器网络的节点定位方法，属于无线通信的技术领域。

背景技术

缩略语和关键术语定义

WSN    Wireless Sensor Networks               无线传感器网络

LQI    Link Quality Indication                链路质量指示

RSSI   Received Signal Strength Indication    接收信号强度指示

无线传感器网络(WSN)是信息技术领域中一个新的发展方向，同时也是新兴学科与传统学科进行学科交叉的结果。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和网络通信技术，是信息技术中的一个新领域，被认为是对21世纪产生巨大影响的技术之一。由于无线传感器网络的巨大应用价值，其已引起了世界许多国家的军事部门、工业界和学术界的关注。国内外诸多高校与企业以及标准化组织都开始了无线传感器网络基础理论与关键技术的研究。

节点定位技术是无线传感器网络的主要支撑技术之一，在无线传感器网络的各种应用方案中，节点自身的正确定位是提供监测事件位置信息的前提。节点定位问题就是根据少数已知位置的节点(锚节点)，按照某种定位机制确定自身的位置。只有在节点自身正确定位之后，才能确定传感器节点监测到的事件的具体位置，这需要监测到该事件的多个传感器节点之间相互协作，并利用他们自身的定位机制确定事件发生的位置。目前无线传感器网络自身定位系统和算法的分类可以基于以下几个方面：基于测距(Range-based)的定位和无需测距(Range-free)的定位；绝对定位与相对定位；集中式计算(CentralizedComputation)的定位与分布式计算(Distributed Computation)的定位；紧密耦合(tightly coupled)的定位与(loosely coupled)的定位；粗粒度的定位与细粒度的定位。在无线传感器网络定位的诸多算法与系统中，比较典型的有Cricket定位系统，质心定位算法，SPA相对定位算法，凸规划定位算法，APS，Cooperative ranging和Two-Phase positioning定位算法，MDS-MAP定位算法。

基于RSSI测距的无线传感器网络定位方法由于其成本的低廉以及算法的简便而成为当前应用广泛的定位方法。但其自身存在的缺点，如测距误差受环境影响大，不同设备之间存在测距差异，从而导致其定位精度不高。

传统基于RSSI测距的定位方法，在定位区域内按照一定规则布置若干锚节点(位置已知的传感器节点)，未知节点进入定位区域后，向锚节点发送数据请求并获取RSSI值，然后根据无线信号传输中普遍采用的理论模型——Shadowing模型计算与锚节点之间的实际距离，计算公式如下：

[pr(d)‾]dBm=[pr(d0)]dBm-10nlg(dd0)+XdBm]]>