[发明专利]无线传感网络节点定位的方法

权利要求书

1. 一种无线传感网络节点定位的方法，所述待定位节点作为接收节点，接收到无线传感网络中来自n个锚节点即已知自身坐标的节点的消息信号强度分别为RSSI₁,RSSI₂,RSSI_i，…,RSSI_n，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）将无线传感网络划分成1×１的小网格SGrid，获取SGrid的质心G(x，y)作为其代表，其中x、y分别为G的横坐标和纵坐标；

对每一个小网格的质心G，获取G到n个锚节点的距离分别为:D₁，D₂，D_i，…，D_n；以及G和n个发送节点的α角分别为：                                               ；所述α角为锚节点和接收节点的底座中心连线与发送节点底座长边垂线的夹角；

（2）对质心G赋予权值wG；wG值由质心G从n个锚节点获得的信息得到的n个权值wG₁，wG₂，wG_i，…, wG _n来评估得到；假设G点根据全向拟合经验图推导得到其来自锚节点i的信息的RSSI值为GRSSI_i；如果这个值在范围内，则；那么，根据式（I）求得wG的值：

                                   (I)；

其中i为锚节点，size of beacon set为锚节点集合的大小，σ为预定的值；

（3）网络中每个网格的质心G得到一个权值wG，由此得到待定位节点的最终坐标位置:

                     (II)

其中G(x)，G(y)分别为锚节点的横坐标和纵坐标，X，Y分别为节点的横坐标和纵坐标；n为大于等于3的任意正整数；i为整数，且1≤i≤n。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中信号强度拟合经验图的构建包括以下步骤：

1）预先在无线传感网络中收集包含α角度和距离对应信号强度分布情况的二元经验表；

2）以二元经验表为基础，通过角度拟合和距离拟合方法获取任意的底座夹角上任意的距离对应的信号强度信息，根据任意的底座夹角上任意的距离对应的信号强度信息拟合构建信号强度拟合经验图。

3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法步骤2）中角度拟合方法利用线性拟合方法得到拟合函数；根据拟合函数获得拟合区间内任意一点对应的信号强度值。

4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述方法步骤2）中所述距离拟合方法采用路径衰减模型，并根据距离最近的若干个距离得到的信号强度值通过二次曲线拟合推导出最终的目标函数，通过该目标函数获得任意距离对应的信号强度值。

5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述方法中路径衰减模型假设节点在距离d出接收到的信号能量平均值为，单位为mW,在参考距离d₀处接收到的平均能量值为,则根据式（III）获得:

                                        （III）

其中β是路径衰减系数，信号强度RSSI的单位是dBm,其和能量之间的转换公式为:,因此得到信号强度(dB)与距离之间的关系为式（IV）：

                （IV）。