[发明专利]一种基于圆形的无线传感器网络移动锚节点路径规划方法

说明书

本发明涉及一种无线传感器网络中基于圆形的移动锚节点路径规划方法,具体为：移动锚节点以恒定速度v移动,以此刻所在位置为圆心,R为通信半径,广播信标信息,信标信息包括该时刻移动锚节点的位置和信标ID,移动锚节点的移动路径为圆形；未知节点不断监听、接收信标信息,若收到的三个信标位置可组成正三角形,且未知节点位于正三角形内,则未知节点通过三边测量法计算自身位置；当移动锚节点走完一层圆形轨迹时，沿着从区域中心向边境延申的半径轨迹运行至下一圆形轨迹，最外层圆形轨迹将覆盖整个未知区域。本发明定位精度高,网络成本低,且不易受环境影响。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络中节点定位领域，具体涉及一种无线传感器网络中基于圆形的移动锚节点路径规划方法。

背景技术

在信息收集和处理方面，无线传感器网络具有广泛的应用潜力，从环境监测到救难赈灾，从目标跟踪到工业在线故障诊断等等领域，无线传感器网络都发挥着举足轻重的作用。由于传感器节点能够在恶劣的环境中工作，因此在灾难发生，周围环境极其恶劣，人员车辆都无法到达的地方，通常利用无线传感器网络进行信息采集。当灾难发生时，受灾区域由于建筑物倒塌和道路受损而处在不利于人员活动的环境中。埋藏在瓦砾中的人们需要被及时地发现，受灾区域中的物资也需要及时抢救。然而，由于道路堵塞和桥梁坍塌以及公用设施受损，救援工作将受到阻碍。在无线传感器网络的帮助下，搜索和救援的效率可以大大提高。当无线传感器网络中的传感器节点获取到工作人员需要的信息时，如果不能将每个信息与相应的位置对应起来，那所获的信息将毫无用处。因此，节点定位是无线传感器网络应用和发展的基础和前提，是一项必不可少的关键技术。

发明内容

技术问题：本发明提出了一种无线传感器网络中基于圆形的移动锚节点路径规划方法,利用一个可移动的锚节点对传感器网络中的未知节点进行定位。未知节点通常搭载传感器，负责信息的采集，锚节点配备定位模块，可以获取其位置信息。该方法使可覆盖定位面积与移动锚节点行进路径距离比值增加，提高了定位效率，同时提高了对未知节点的定位精度，且不易受环境影响。

技术方案：本发明的一种基于圆形的无线传感器网络移动锚节点路径规划方法包括以下步骤，

步骤1.根据监测区域大小和应用需求,确定合适的移动锚节点通信半径R；设定测量检测区域是一个边长为L的正方形区域；L与R之间的关系为L＝4R；

步骤2.移动锚节点移动路径,以恒定速度v移动,当行进至如附图1中点的位置处，会以此处位置为圆心,R为通信半径,广播信标信息,信标信息包括该时刻移动锚节点的位置和信标ID,移动锚节点的移动路径为圆形；

步骤3.未知节点不断监听、接收信标信息,用接收信号强度法测量到移动锚节点间的距离,若监测区域内的未知节点接收到的三个信标位置可组成正三角形,且未知节点位于正三角形内,则未知节点通过三边测量法计算自身位置；

步骤4.当移动锚节点走完一层圆形轨迹时，沿着从区域中心向边境延申的半径轨迹运行至下一圆形轨迹，最外层圆形轨迹将覆盖整个未知区域，保证所有未知节点都可以接收到三个不共线的锚节点位置信息。

其中，所述的移动锚节点计算移动路径,具体为：

步骤2.1，移动锚节点从检测区域的中心开始出发，出发时向半径为R的区域内广播信标信息；

步骤2.2，锚节点沿着半径方向移动向第一圈轨迹，第一圈轨迹走完之后继续沿着半径方向移动向下一层轨迹，在轨迹中行进时，以附图1中点的位置为圆心,R为通信半径,广播信标信息,信标信息包括该时刻移动锚节点的位置和信标ID；

步骤2.3，移动锚节点依次移动完所有四个圆形轨迹。

所述的未知节点通过三边测量法计算自身位置，具体为：

步骤3.1，未知节点不断监听、接收信标信息，通过接收信号强度测量未知节点到移动锚节点间的距离，