[发明专利]一种传感器网络的节点定位方法及其装置

说明书

本发明涉及一种传感器网络的节点定位方法及其装置，公开了一种节点定位方法及其装置，包括依据未知节点接收到的各个信标节点的广播，确定各个信标节点的位置信息以及未知节点与各个信标节点之间的最小跳数值；确定未知节点接收到的首个广播对应的信标节点的平均单跳距离；依据位置信息、最小跳数值以及平均单跳距离采用多边测量算法计算得到未知节点的位置样本数据集；数据集内包括多个样本点；依据聚类算法确定数据集内样本点的聚类中心，依据各个聚类中心的位置信息得到未知节点的位置信息。本发明依据未知节点的位置样本上数据集的聚类中心计算节点位置，能够减少计算量，提高定位精度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种传感器网络的节点定位方法及其装置。

背景技术

无线传感器网络(WSN)是一种具有信息采集，数据处理，无线传输等功能的网络。无线传感器网络由随机分布在网络中的传感器节点组成，这些传感器节点搜集、分析、处理节点周围的信息并将分析结果准确传回到服务器。在监测活动中，传感器必须要明确自己的位置，若没有精确的位置信息，那么传感器获取的信息就没有意义。

目前，常用的定位算法是DV-Hop算法，该算法分为三个阶段：

第一个阶段，由已知位置的节点(以下称信标节点)不断向整个网络广播信息{hi,Xi,Yi}，其中hi为信标节点到未知节点之间的跳数值且其初始值为0，(Xi，Yi)为信标节点的横纵坐标。未知节点记录来自各个信标节点的位置信息和hi，然后将hi加1后转发到邻居节点。以这种方式，未知节点从多次接收到的同一信标节点的信息选取对应于该信标节点的最小跳数值；

第二阶段，计算每个信标节点与其余各个信标节点之间的距离之和以及跳数值之和，将该距离之和除以该跳数值之和，即得到每个信标节点的平均单跳距离。

第三阶段，信标节点将自身的平均单跳距离广播到传感器网络中，未知节点仅记录首次接收到的广播对应的信标节点的平均单跳距离，然后未知节点利用记录的最小跳数值和接收到的平均单跳距离以及三边定位算法或极大似然估计法未知节点的位置信息。

但是，由于无线传感器网络中传感器节点分布往往不均匀，不同区域内节点疏密程度较大，采用信标节点间每跳距离的平均值作为信标节点的平均单跳距离会导致信标节点的平均单跳距离存在误差，这使得DV-Hop算法在计算未知节点到信标节点的距离时产生不可避免的误差。导致定位精度低。

因此，如何提供一种定位精度高的传感器网络的节点定位方法及其装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种节点定位方法及其装置，依据未知节点的位置样本上数据集的聚类中心计算节点位置，能够减少计算量，提高定位精度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种传感器网络的节点定位方法，包括：

依据未知节点接收到的各个信标节点的广播，确定各个信标节点的位置信息以及未知节点与各个所述信标节点之间的最小跳数值；

确定所述未知节点接收到的首个广播对应的信标节点的平均单跳距离；

依据所述位置信息、所述最小跳数值以及所述平均单跳距离采用多边测量算法计算得到所述未知节点的位置样本数据集；所述数据集内包括多个样本点；

依据聚类算法确定所述数据集内样本点的聚类中心，依据各个所述聚类中心的位置信息得到所述未知节点的位置信息。

优选地，所述聚类算法具体为k-nedoids聚类算法。

优选地，所述依据聚类算法确定所述数据集内样本点的聚类中心，依据各个所述聚类中心的位置信息得到所述未知节点的位置信息的过程具体为：