[发明专利]一种无线传感器网络无源感知的方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络无源感知的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）使用现有的令牌环网技术初始化无线传感器网络；

（2）无线传感器网络中的节点有序的、逐一的进行广播发送数据包，无线传感器网络中的其余节点分别接收并记录所述的数据包；所述的数据包包括RSS值、发送节点ID号和接收节点ID号；

（3）在无线传感器网络中设置有汇聚节点，所述汇聚节点周期性接收的无线传感器网络中所有节点的数据包并记录，所述汇聚节点利用初始化时接收到的RSS值，在一个线性空间中，建立一条斜率为1的直线，然后汇聚节点把周期性接收到的RSS值在这个线性空间中计算到这条直线的几何距离，最后与我们估计的阈值做比较，做出检测到有人和无人的两种情况的选择，从而实现对人或物体的实时感知，所述实时感知方法如下：

(3-1)初始化无线传感器网络：其中无线传感器网络环境中有N个节点，并且两两可以相互通信，在i时刻，节点k发送数据包，则无线传感器网络中其余节点所收到节点k发送数据包的RSS向量值为

r→k(i)=[rk,n0(i),...,rk,nN-1(i)];]]>

在一个时间窗口T内，计算无线传感器网络中其余节点所收到节点k发送数据包的RSS向量值的均值

r→‾k(i)=1TΣt=1Tr→k(i-t)]]>

然后计算在i时刻计算无线传感器网络中其余节点所收到节点k发送数据包的RSS向量值的变化Δr→k(i):]]>

Δr→k(i)=r→k(i)-r→‾k(i);]]>

(3-2)假设是否有人出现在无线传感器网络中的2种情况，并在空间中建立一条斜率为1的直线：

其中，Η₀为没有人出现在无线传感器网络中，Η₁为有人出现在无线传感器网络中；在无线传感器网络设置汇聚节点，该汇聚节点接收到无线传感器网络中所有节点的数据包，记录所述数据包中的RSS值，估计一个

m^k=max(Δr→k(i));]]>

在一个时间窗口W_k(i)内，对于节点k发送的数据包包括l个RSS值传输，则：

W_k(i)=[△r_k(i-l+1),△r_k(i-l+2),…,△r_k(i)]；

在线性模型空间中建立一个斜率为1的直线Γ模型：

Γ:Δrk,n0=Δrk,n1=...=Δrk,nN-1=m^k;]]>

（3-3）将每个节点的l个RSS值在线性模型空间中到直线Γ的最小值d_min与估计的阈值λ进行比较：

其中所述估计阈值λ的过程：

首先计算在时间窗口内，节点k的l个数据传输在线性模型空间中到直线Γ的最小距离值d_min[k]：

dmin[k]=minj∈[0,l-1](dk(i-j))]]>

然后计算所有节点的d_min的均值a_d：

ad=1NΣk=0N-1dmin[k]]]>

最后得出d_min的标准差s_d：

sd=1NΣk=0N-1(dmin[k]-ad)2]]>

得，阈值λ的估计值为

λ=a_d+2·s_d；

计算每个节点的l个RSS值在线性模型空间中到直线Γ的最小值d_min：

dmin=minj∈[0,l)(dk(i-j))]]>

其中，dk(i)=||Δr→k-m^k·1→||,]]>1→=[1,1,...,1];]]>

最后用d_min与λ比较：

当d_min≤λ时，则判定为Η₀，即没有人出现在无线传感器网络中；

当d_min>λ时，则判定为Η₁，即有人出现在无线传感器网络中。