[发明专利]一种无线传感器网络定位中高精度距离估计方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络定位中高精度距离估计方法，其特征在于包含以下步骤：

第一步，构建无线传感器网络，配置无线传感器网络中的传感器节点，所述传感器节点包括锚节点和未知节点；

第二步，由锚节点依次发射不同功率等级的信标信号，所述信标信号中包含该锚节点的身份标识号ID、位置信息以及发射的功率等级；未知节点根据接收的锚节点信标信号中的功率等级计算其相距该锚节点的最短距离：

MinDis=r×(P-1)          (1)

其中，r为未知节点的通信半径，P为未知节点接收的锚节点信标信号中的功率等级，P=1,2...n，n为最大功率等级；各功率等级所对应的通信半径为r×P；

第三步，由未知节点计算其相对该锚节点的外环节点数，所述外环节点数是指该未知节点的邻居节点中相对同一锚节点且功率等级+1的节点的个数；

第四步，未知节点根据第三步得到的外环节点数，以及预先储存的外环节点数与相对距离关系对应表得出相对距离，再将相对距离与第二步得到的最短距离相加计算出自身距锚节点的估计距离。

2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络定位中高精度距离估计方法，其特征在于，

在第二步中：未知节点只储存来自不同锚节点的功率等级最小的信标信号，根据该信标信号中的功率等级计算其相距该锚节点的最短距离。

3.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络定位中高精度距离估计方法，其特征在于，所述第三步具体步骤如下：

相对锚节点的功率等级不为n的未知节点广播一个包含锚节点ID和相应功率等级P的请求消息给邻居节点，收到该请求消息并且相对同一锚节点功率等级为P+1的邻居节点返回一个应答消息，未知节点将收到的应答消息数作为相对该锚节点的外环节点数；

相对锚节点的功率等级为n的未知节点广播一个包含锚节点ID和功率等级P=n的请求消息给邻居节点，收到该未知节点请求消息的所有邻居节点均需返回一个应答消息，同时相对同一锚节点功率等级为n-1或n的邻居节点需在应答消息中包含自身的功率等级，最后未知节点将总应答消息数与包含功率等级的应答消息数的差值作为相对该锚节点的外环节点数。

4.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络定位中高精度距离估计方法，其特征在于，外环节点数与相对距离关系对应表中的数据是根据无线传感器网络的部署参数以及传感器节点的配置参数，运行500次MATLAB仿真实验得到的平均值，每个传感器节点在无线传感器网络部署前储存该关系对应表。

5.根据权利要求4所述的一种无线传感器网络定位中高精度距离估计方法，其特征在于，所述无线传感器网络的部署参数包括部署区域范围，传感器节点的数量，以及锚节点的密度；所述传感器节点的配置参数包括通信半径、发射功率。

6.根据权利要求1至4任一所述的一种无线传感器网络定位中高精度距离估计方法，其特征在于，所述功率等级P为1或2或3。