[发明专利]基于无线传感网的室内定位系统和实现方法

权利要求书

1.一种基于无线传感器网络的室内定位系统的实现方法，其特征在于该实现方法包括以下步骤： 

步骤A，组网初始化阶段，信标节点之间进行信息交互，实现整个定位网络的网络组建； 

步骤B，分布式定位阶段，盲节点和信标节点之间进行定位信息交互，盲节点实现分布式自定位；具体包括下列步骤： 

步骤B1，盲节点按一定的周期T_loc广播定位请求消息， 

步骤B2，接收到定位请求消息的信标节点回送定位应答消息，具体步骤为： 

步骤B21，信标节点根据接收到的信号强度RSSI来判断，如果RSSI值大于预设门限R_th则执行应答步骤B22，否则不做任何处理，这样做的好处是控制网络中信标节点应答的个数，避免定位网络中过多的信标节点应答盲节点的定位请求而造成网络拥塞， 

步骤B22，信标节点向盲节点发送单播应答消息，应答消息中应包含信标节点接收到的定位请求消息的RSSI值、信标节点的节点ID号和信标节点的位置坐标值； 

步骤B3，盲节点接收到满足预设个数M的信标节点的应答消息后通过定位算法计算出盲节点的位置坐标，并传送给距离盲节点最近的信标节点，具体包括如下步骤： 

步骤B31，盲节点接收到信标节点的应答消息后，判断接收信号的RSSI值和数据包中的RSSI信息，如果两者相差超过预设容差R_error，则丢弃接收到的消息，否则执行步骤B32， 

步骤B32，盲节点根据接收应答消息的RSSI和应答消息中的RSSI的平均值计算出盲节点与应答的信标节点之间的距离值，并存储该信标节点的信息；当存储的信标节点的个数超过预设的个数M时执行定位算法，计算出盲节点的坐标，并执行步骤B33； 

步骤B33，盲节点根据存储的各信标节点信息，寻找距离自己最近的信标节点，即RSSI值最小，将定位结果发送给该信标节点； 

步骤C，定位结果传输阶段，盲节点将自定位的结果发送给距离自己最近的信标节点，该信标节点通过路由和其它信标节点的转发，将定位结果传送给汇聚节点； 

上述室内定位系统的实现方法所述的室内定位系统包括信标节点、盲节点和汇聚节点；信标节点是位置已知的传感器节点；盲节点是位置未知的传感器节点，盲节点通过与邻近的信标节点通信；汇聚节点是传感器网络的中心节点，传感器网络中的其它节点均通过汇聚节点和用户和其它网络通信；信标节点固定布设，按固定矩形或正方形拓扑布设在室内环境中的天花板或地板上。 

2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的室内定位系统的实现方法，其特征在于其中的组网初始化阶段步骤A使用各种适用于无线传感器网络的路由协议，包括地理位置的路由、能量路由、标号路由；步骤A的具体实施步骤根据所选用的路由协议的不同而不同，最终在步骤A中实现所有信标节点构成的无线传感器网络的组网过程。 

3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的室内定位系统的实现方法，其特征在于其中的定位结果传输阶段步骤C包括下列步骤： 

步骤C1，接收到定位结果的信标节点，查找该信标节点中存储的路由表，如果存在从该信标节点到汇聚节点的路径，则按此路径转发出去，如果不存在合适的路径，执行步骤C2； 

步骤C2，该信标节点发起寻路数据包，与周围节点之间进行信息交互，寻找一条从该信标节点到汇聚节点的传播路径，然后再按此路径将定位结果传送给汇聚节点。 

4.根据权利要求1所述的无线传感器网络的室内定位系统的实现方法，其特征在于所述的信标节点应答定位请求过程中，需要应答的信标节点不是接收到定位请求消息后立即回送定位应答，而是随机退避一个时间再发送应答消息，以减少各信标节点应答同一个盲节点定位请求时的碰撞概率。 

5.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的室内定位系统的实现方法，其特征在于所述的每个步骤中需要发送数据包时，均采用CSMA-CA方式，即发送数据包之前先探测物理信道，若信道忙则进入退避状态，当退避定时器记时到，进行下一次物理信道的探测，如果信道忙则继续进入退避，一直这样循环下去，直到探测到物理信道空闲时即发送数据包；对于盲节点，如果直到下一次定位请求消息的发送周期到来时，仍未将需要发送的数据包发送出去时，则直接丢弃待发送的数据包，转而发送下一个数据包。