[发明专利]在线估计运动状态的无线传感器网络目标定位方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线传感器网络目标定位方法及系统，尤其涉及一种在线估计运动状态的无线传感器网络目标定位方法及系统。 

背景技术

无线传感器网络是近年来综合传感、通信和计算技术诞生的新型感知平台，目标定位是无线传感器网络主要应用之一，是当前国内外热点研究领域。为提高多目标定位性能，公开号为CN101466146的发明专利公开了“无线传感器网络中基于概率加权的多目标定位方法”，对传感器网络分布区域做网格划分，通过利用概率加权模型赋予网格权值的方法实现目标定位，避免了分布式多目标定位中常见的累积误差问题，提高了多目标定位的性能。考虑到目标定位中的干扰噪声影响，公开号为CN101631395的发明专利公开了“一种无线传感器网络中运动目标定位的干扰噪声去噪方法”，选择对UPF算法中的一部分粒子应用UKF滤波算法以获得更好的重要性函数，根据精度要求高低调整应用UKF滤波算法的粒子数，为噪声干扰环境下准确快速目标定位的滤波器设计提供前提基础。公开号为CN102573052A的发明专利公开了“一种基于无线传感器网络的目标定位跟踪方法及系统”，由无线传感器节点、网关节点、计算中心和监控中心四个基本部分组成，各无线传感器节点将数据信号传感给网关节点，网关节点通过USB接口与计算中心相联计算中心通过视频信号线与监控中心相联，该发明能对输油管道或边境地区进行全天候不间断监控；公开号为CN102608571A的发明专利公开了“一种面向野生动物的无线传感器网络的目标定位方法”，主要包括构建无线传感器网络、参考数据采集、确定目标是否进入监测区域、确定目标进入哪个小三角形、确定目标相对三角形的精确位置、确定目标的实际地理位置等步骤，该方法适合稀疏部署场景，用最少的节点有效的监测目标；针对精度要求较高的非配合式目标定位应用，公开号为CN102540137A的发明专利公开了“一种基于信号相位差的无线声传感器网络目标定位方法”，探测目标自身辐射信号并基于信号相位差进行定位，利用压缩采样原理降低传感器端信号采集速率及无线数据上传量，在实际系统中具有很强的实用价值和抗干扰 性；无线传感节点合理调度是目标定位重要保障，公开号为(CN101242433)的发明专利公开了“一种面向目标节点定位的无线传感器网络中动态休眠调度方法”，该方法通过构建定位树并合理唤醒休眠定位树中锚节点，保证目标节点的定位成功率和精度。 

以上面内容为代表的目标定位专利，分别在目标定位技术涉及的不同方面公开了相关发明内容，解决多目标定位、滤波去噪、系统设计、稀疏定位、非配合定位等问题，为推动无线传感器网络目标定位技术发展积累了宝贵财富。然而，无线传感器网络目标定位涉及的技术问题包含很多方面，其中，目标运动状态（移动或静止）及其变化应是目标定位方法及系统优化必要考虑的现实问题。许多应用场合的目标经常是时而移动时而静止的，且运动状态转换具有随机性。目标移动情况下，不同无线传感节点参与同一次定位运算的测量数据必须满足是对同一次目标发射信号测量结果这一前提条件，但有限网络资源与复杂信道环境下容易导致测量数据产生混淆，从而影响移动目标定位可靠性和精度；而在目标静止情况下，测量数据随机性又会引起静止目标定位结果的漂移现象。在此情形下，采用同一套定位方法和体制将很难兼顾解决静止和移动目标定位各自的问题。目前已公开无线传感器网络目标定位领域发明专利尚少涉及这一方面，考虑到上述问题显著的现实意义，寻求一种能够综合提高运动状态变化目标定位的可靠性和定位精度的无线传感器网络目标定位方法及系统至关重要。 

发明内容

本发明解决的技术问题是：构建一种在线估计运动状态的无线传感器网络目标定位方法及系统，克服现有技术对于目标节点定位精度不高，定位可靠性低的技术问题。 

本发明的技术方案是：提供一种在线估计运动状态的无线传感器网络目标定位方法，包括发射射频信号的目标节点、接收目标节点信号的多个无线传感节点及接收所述无线传感节点信息的上位机，所述多个无线传感节点构成无线传感网络，所述在线估计运动状态的无线传感器网络目标定位方法包括如下步骤： 

目标节点发射射频信号：目标节点按信号周期发射射频信号； 

无线传感节点接收信号并上传上位机：在任意一个发射周期内，多个无线传感节点测量接收目标节点信号的强度值，并将包含该信号的强度值和无线传感节点编号、坐标信息的数据包发送到上位机；