[发明专利]一种无线传感器网络节点定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感领域，具体涉及一种无线传感器网络节点定位方法。

背景技术

随着微机电系统、片上系统、无线通信和数字电子技术的发展，无线传感器网络作为一种新型的信息获取和处理模式，有着低功耗、低成本、分布式和自组织的特点，具有巨大的应用前景。无线传感器网络是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。

对于无线传感器网络来说，定位技术是其功能应用的关键部分，目前也是相关领域技术人员研究的热点。在大多数的无线传感器应用领域中，感知的数据只有在知道传感器位置信息的情况下才是有意义的。同时，明确传感器节点位置可以提高路由效率、为网络提供命名空间、向部署方提供网络的覆盖质量、实现网络的负载均衡以及网络拓扑的自我配置等。

无线传感网络中的定位算法一般分为基于距离的定位算法和距离无关的定位算法。距离无关的定位算法一般是通过大致估计的单跳距离来进行定位，其定位精度并不高。相比距离无关的定位算法，基于距离的定位算法易于硬件实现，得到了广泛的应用。在基于距离的定位算法的众多测距技术中，RSSI测距技术的通信载荷和实现复杂度较低，目前被广泛应用。然而在目前的定位技术中，普遍存在定位误差大的难题，而且部分技术对传感器节点复杂度要求较高，定位成本相对也高。

鉴于上述原因，急需一种无线传感器网络节点定位方法，在提高定位准确度的同时，又能降低定位复杂度和计算量。

发明内容

基于无线传感器网络中传感器节点的信息交换仅发生在节点与其邻居节点间，而网络中节点通常无法移动这一特征，本发明提供了一种无线传感器网络节点定位方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种无线传感器网络节点定位方法，包括如下步骤：

S1、根据网络中的锚节点，使用ADAMS建立锚节点的动力学模型，获得ADAMS硬点文件，ADAMS硬点文件中至少包括每个锚节点的位置信息；

S2、读取ADAMS硬点文件中各锚节点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各锚节点的坐标名称，以及每一锚节点对应的坐标数值；

S3、根据硬点表，建立一硬点构造模型，硬点构造模型中包括所有锚节点硬点坐标；

S4、将网络中每个锚节点分别广播一个消息，未知节点侦听所述锚节点的消息，并与邻居未知节点交换自身已侦听到的消息；

S5、利用RSSI无线信号强度信息计算节点间的距离，并获取未知节点与相邻三个已知节点组成的角度，从而获得未知节点的坐标。

其中，所述无线信号强度信息包括发射信号强度和接收信号强度。

其中，所述锚节点广播的消息包含所述锚节点标识号、位置、及信号强度。

其中，在所述网络的初始状态，锚节点个数占所有节点个数之和的比例不低于15％。

其中，所述步骤S2中可修改的硬点表通过以下步骤获得：使用Matlab读取所述ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值导入一EXCEL文件中，在所述EXCEL文件的第一表单中存放有所述各硬点名称、坐标数值；在所述EXCEL文件的第二表单的第一列放置硬点坐标名称，第二列链接到第一表单中相应的坐标数值，所得EXCEL文件即为所述可修改的硬点表。

本发明具有以下有益效果：

可减少定位过程中的工作量和复杂度，同时可提高定位的精确度。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种无线传感器网络节点定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据网络中的锚节点，使用ADAMS建立锚节点的动力学模型，获得ADAMS硬点文件，ADAMS硬点文件中至少包括每个锚节点的位置信息；

S2、读取ADAMS硬点文件中各锚节点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各锚节点的坐标名称，以及每一锚节点对应的坐标数值；

S3、根据硬点表，建立一硬点构造模型，硬点构造模型中包括所有锚节点硬点坐标；

S4、将网络中每个锚节点分别广播一个消息，未知节点侦听所述锚节点的消息，并与邻居未知节点交换自身已侦听到的消息；