[发明专利]一种无线传感器网络非测距节点定位方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络定位技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络非测距节点定位方法。

背景技术

在无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Network)中，节点的位置信息是网络消息中不可缺少的部分，是目标检测与跟踪、事件地理位置报告等功能的前提。针对传感器节点能源有限、通信易受环境影响、数量庞大且随机散播等特点，高效、精确的定位算法至关重要。

目前无线传感器网络定位算法根据是否需要测距分为两类：基于测距和非测距。基于测距的算法包括对节点之间角度与距离的测量，主要有RSSI、TDOA、AOA等，测得距离或角度，再通过三边测量法或三角测量法得到未知节点坐标。基于非测距的算法包括质心算法、DV-HOP、Amorphous等，利用构建多边形求质心或者根据节点跳数与跳距得到未知节点坐标。

发明内容

本发明提出针对TDOA无需射频测距，基于时间差为节点赋予权值，并结合质心算法对未知节点定位。

本发明实施例是这样实现的，一种无线传感器网络非测距节点定位方法，该方法包括以下步骤：

信标节点周期性的广播自身位置信息，包括ID号，自身位置坐标；

未知节点在收到前三个信标节点位置信息后，停止接收数据包，储存三个点的坐标；

未知节点向信标节点发送电磁波信号，信标节点接收到信号后再发确认信号返回，未知节点根据收到确认信号的次序，分别记录三个信标节点的接收到发送的时间差；

根据时间差，作为修正的权值，按修正后的计算式得出节点坐标；

获得自身位置信息的未知节点将转为信标节点，开始周期性广播自身定位信息，直到全网节点都获知自身位置信息。

进一步，假设信标节点O₁，O₂，O₃，与未知节点O的距离分布为d₁，d₂，d₃，并且以信标节点为圆心，与未知节点距离为半径画圆，则未知节点落在三圆交叠的部分，设其交点分布为A，B，C，则

对于A，B，C三点的权值，可以考虑，当O与O₂，O₃距离较近时，A的权值应该较大，对于O与O₂，O₃距离的判定，通过TDOA可以得到，时间差作为信标节点的权值，即M₂，M₃，设定其为A的加权因子；如下式所示：