[发明专利]一种对WSN混合定位的系统和方法模型

权利要求书

1、一种对WSN混合定位的系统和方法模型，针对大规模无线传感器网络的特殊性和现有定位方法中存在的问题，兼顾了减少节点位置计算过程中产生的网络数据流量和数据计算量，本发明提出了一种适用于大规模无线传感器网络中基于RF和超声波的混合定位的系统和方法模型，其方法主要分为：

步骤1：利用训练节点通过实验训练，得出信号强度与距离的关系曲线。根据RSS关系曲线得到RSS信号强度与距离关系参照表。

步骤2：目标节点同时发射无线射频信号和超声波信号，接受节点根据RSS信号强度与距离关系参照表和两种传播速度不同的无线信号到达的时间差以及已经这两种信号的传播速度，计算两个节点之间的距离。接受节点将计算出的距离回复给目标节点，然后由目标节点根据锚点个数动态选择定位算法求出目标节点的具体位置坐标。

步骤3：目标节点将比较精确的物理坐标(x，y)发给SINK节点，由后台服务端提供具体的服务项目。

2、根据权利要求1所述的WSN混合定位的系统和方法模型，其特征在于在步骤1中，训练信号强度与距离的关系曲线，具体步骤如下：

1)SINK节点发送TRAIN消息给训练节点，每个预置距离一次；

2)训练节点发送ASK消息给锚点，要求锚点应答；

3)锚点应答ANSWER消息，每个距离应答50次；

4)训练节点记录每个RSS采样值，并计算均值；

5)训练节点发送RESULT消息给SINK节点，反馈记录的RSS数据和距离。

6)多次改变测量距离，重复以上操作

7)根据反馈(距离，RSS)数据对按数学计算的方法(近似距离估计)绘制RSS曲线。

3、根据权利要求1所述的WSN混合定位的系统和方法模型，其特征在于在步骤1)中，根据RSS关系曲线得到本地位置的RSS信号强度与距离关系参照表。具体步骤如下：

1)根据RSS曲线的特性，规定在一定的通信范围距离内的信号强度有效。

2)有效范围内的RSS曲线按照一定单位长度将距离和信号强度分段，使信号强度与通信距离在单位长度内相对应。得到了这个位置的RSS信号强度与距离关系参照表。

3)SINK节点发送STORE消息给锚点，要求锚点将RSS信号强度与距离关系参照表存储于本地ROM中；

4、根据权利要求1所述的WSN混合定位的系统和方法模型，其特征在于在步骤2)中，目标节点同时发射无线射频信号和超声波信号，接受节点根据RSS信号强度与距离关系参照表和两种传播速度不同的无线信号到达的时间差以及已经这两种信号的传播速度，计算两个节点之间的距离。具体步骤如下：

1)目标节点同时发射无线射频信号和超声波信号。

2)附近的锚节点接收无线射频信号，记录到达时间T₁，测量RSS值并进行筛选，根据本地RSS曲线将RSS均值转换为距离S₁。

3)有些锚节点可能会收到超声波信号，记录到达时间T₂，根据两种信号的传播速度为c₁，c₂，根据公式：

S＝(T₂-T₁)×C    (1)

其中C=c1c2c1-c2]]>可以计算出两节点之间的距离S₂。然后接受节点将计算出的距离和锚节点的坐标位置信息发回给目标节点，如果锚节点测量出同一个目标节点的距离只为S₁和S₂，则只回复距离S₂给目标节点。