[发明专利]一种提高移动无线传感器网络节点定位精度的方法

摘要

一种提高移动无线传感器网络节点定位精度的方法，属于无线传感器网络技术领域。方法是将定位精度较高的节点作为临时锚节点，并使其协助定位情况较差的节点进行定位精度的改善。内容包括临时锚节点的产生过程，以及临时锚节点协助其他节点进行定位的过程，并给出了具体的实施方式。该方法可有效改善网络中的节点定位准确度，并简单易行。

主权项

1.一种提高移动无线传感器网络节点定位精度的方法，方法包括临时锚节点的产生过程，以及临时锚节点协助其他节点进行定位的过程，其特征在于，临时锚节点的产生步骤如下：第一步：网络中的所有位置已知的锚节点即seed节点在全网中洪泛自己的信息，这个被洪泛的信息包括(Xseed，Yseed)，IDseed，TTL，其中(Xseed，Yseed)表示seed节点的坐标值，IDseed表示该seed的序号，TTL是最大洪泛跳数，初始值设置为2；第二步：网络中的位置未知、等待定位的普通节点即node节点在收到seed节点的洪泛信息之后，记录seed节点的坐标值和序号，如果TTL为2，则将其置为1并转发，如果TTL为1，则将其置零不再转发，从而保证锚节点的信息帧只被转发一次；第三步：锚节点信息洪泛完毕，所有node节点利用MCB的方法得到自己的采样锚盒子anchorbox，并根据锚盒子面积S_anchorbox，二跳以内锚节点数N_nos，计算本node节点能否成为临时锚节点的判断权值，判断权值为TA：TA=α×NnosSanchorbox---(1)]]>其中，α为权值因子，调整该参数可以设置权值的缩放比例；同时，设置TA的两个阈值，上限阈值为TA_up，下限阈值为TA_down，这两个阈值根据具体的应用场景进行设置，如果该node节点的TA值高于TA_down，则直接依据锚节点信息进行自身位置计算；如果TA值高于TA_up，则成为临时锚节点；如果TA值低于TA_down，则暂不进行定位，而是等待借助临时锚节点信息进行自身定位；第四步：TA值高于TA_up的临时锚节点向周围洪泛自身信息，信息的内容包括IDnode，N_nos，TTL；其中，表示node节点的定位位置，IDnode示该node节点的序号，N_nos表示该node节点二跳以内锚节点数，TTL为最大洪泛跳数，初始值设置为2，洪泛方式与锚节点相同；洪泛过程完毕以后，TA值低于TA_down的节点，如果没有收到临时锚节点的信息，则依据原来的锚节点信息进行定位，如果收到临时锚节点信息，则使用该信息进行定位；临时锚节点协助TA值低于TA_down的节点定位的过程，分为以下步骤：第一步：待定位node节点在(t-1)时刻的粒子集为在t时刻收到n个临时锚节点信息后，通过以下公式确定临时锚节点盒子：其中表示待定位node节点收到的n个临时锚节点中第j个节点的定位坐标，表示第j个节点的锚节点个数，tr表示通信半径，如果考虑到两跳临时锚节点的情况，把上式中的tr改为2×tr即可；该待定位node节点的锚节点盒子通过MCB方法得到，设为(x_{s_min}，x_{s_max}，y_{s_min}，y_{s_max})，则该node节点的最终锚盒子定义为下式：xmin=max(xTA_min,xs_min)xmax=min(xTA_max,xs_max)ymin=max(yTA_min,ys_min)ymax=min(yTA_max,ys_max)---(3)]]>从而得到采样盒子如下：xmini=max(xmin,xt-1i-vmax)xmaxi=min(xmax,xt-1i+vmax)ymini=max(ymin,yt-1i-vmax)ymaxi=min(ymax,yt-1i+vmax)---(4)]]>其中表示该node节点在(t-1)时刻的采样粒子的坐标，v_max表示节点的最大移动速度，在获得采样盒子之后，采样得到t时刻的粒子第二步：对采样粒子进行滤波，公式为，p(ot|lti)=1if∀s∈Srd(lt,s)≤tr]]>∩∀s∈T,tr≤d(lt,s)≤2×tr]]>∩∀s∈STA,d(lt,s)≤tr+α×maxj=1n(Nnosj)TAup]]>∩∀s∈TTA,tr-α×maxj=1n(Nnosj)TAup≤d(lt,s)≤2×tr+α×maxj=1n(Nnosj)TAup;---(5)]]>p(ot|lti)=0otherwise;---(6)]]>其中o_t表示观测信息，S是一跳锚节点的集合，T是两跳锚节点的集合，S_TA是一跳临时锚节点的集合，T_TA是两跳临时锚节点的集合，d(l_t，s)是采样粒子l_t与锚节点或临时锚节点的欧几里德距离；滤波完成以后，如果粒子数不足位置估计所需要的数目N，则进行重采样，并重复滤波过程，直到达到采样数N或者达到最大采样次数为止；第三步：确定该待定位的node节点的定位估计值，