[发明专利]一种改进的无线传感器网络质心定位算法

权利要求书

1.一种改进的无线传感器网络质心定位算法，其特征在于步骤如下：

(1)锚节点首先通过GPS或者人工配置获得自身位置，然后向外广播自身 位置；

(2)如果未知节点接收到了锚节点的位置信息，则取所有接收到的锚节点 位置的质心作为自身的估计位置，并向外广播自身的估计位置，如果未知节点没 有接收到任何锚节点的位置信息，则取所有接收到的未知节点估计位置的质心作 为自身的估计位置；

(3)未知节点根据自身的估计位置和接收到的锚节点位置以及接收到的未 知节点的估计位置，计算到邻居锚节点和未知节点的距离，以此作为质点弹簧模 型中该未知节点到邻居节点的弹簧实际长度，并取这些距离的平均值作为质点弹 簧模型中该未知节点到邻居节点的弹簧平衡长度；

(4)利用质点弹簧模型中弹簧的实际长度和平衡长度的差值对未知节点的 估计位置进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种改进的无线传感器网络质心定位算法，其特征在 于，步骤(1)中，锚节点的位置可以是真实的地理位置或者虚拟的相对位置， 锚节点每隔一段时间向外广播带有自身ID和位置的信标，时间间隔可以根据功 耗的要求和定位反应速度的要求去改变。

3.根据权利要求1所述的一种改进的无线传感器网络质心定位算法，其特征在 于，上述步骤(2)中，对于未知节点是否成功收到某个节点位置信息的判定， 在于单位时间内是否收到了这个节点某个数量以上的信标，以增加定位的稳定 性。

4.根据权利要求1所述的一种改进的无线传感器网络质心定位算法，其特征在 于，上述步骤(3)中，有邻居锚节点的未知节点只利用邻居锚节点进行定位， 没有邻居锚节点的未知节点利用已经定位的邻居未知节点进行定位，以降低对锚 节点数量的要求和提高节点定位的成功率。

5.根据权利要求1所述的一种改进的无线传感器网络质心定位算法，其特征在 于，上述步骤(4)具体为：(a)未知节点到邻居节点的虚拟弹簧因实际长度偏离 平衡长度而对该未知节点产生力的作用，根据邻居节点是锚节点还是未知节点， 使用不同的系数将偏移量转换为作用力；(b)计算所有邻居节点对该未知节点的 合力；(c)利用一个自适应系数将合力转换为未知节点的位置偏移量，这个自适 应系数与邻居节点的数量成反比，且当未知节点偏移后与其连接的所有弹簧的势 能变小时，该系数增大，反之，则减小；(d)重复以上过程，直到达到指定的次 数。