[发明专利]无线传感器网络节点定位的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种定位方法，尤其是一种无线网络传感器网络节点定位的方法，属于无线传感器网络定位的技术领域。

背景技术

无线传感器网络（wireless sensor network，WSN）是由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象信息，并发送给观察者。无线传感器网络集合了传感器技术、微机电系统（MEMS）技术、嵌入式计算技术、无线通信技术和分布式信息处理技术于一体，通过传感器与外界交互，完成数据采集、处理、通信及管理等功能。

在许多情况下，无线传感器网络中的节点需要知道自身的物理位置。对于大多数应用，不知道传感器位置而感知的数据是没有意义的。然而在无线传感器网络中，为每一个节点手动设置位置或是为其配置一个GPS（Global Positioning System）接收机都是不可能的。无线传感器网络的定位主要分为两类:一类就是对监测目标定位,而另一类则是对传感器节点本身的定位,即网络节点自定位。在节点位置信息并非全部可知的情况下,节点自定位算法显然是目标定位算法的前提。因此，在多数应用中，准确而开销小的传感器定位至关重要。

获得传感器节点位置至少有以下几方面的用途:首先，节点所采集到的数据必须与测量坐标系内的位置结合，没有位置信息的数据几乎没有利用价值；其次，传感器网络的一些系统功能，比如网络拓扑控制、基于地理信息的路由等，需要位置信息，另外己知位置可优化网络运行期间的值守调度机制使网络中冗余节点不定期地轮休以延长寿命；最后，位置信息对传感器网络中的服务性应用非常重要，更为重要的是，随着传感器网络技术的不断进步，很自然地会出现更多基于位置信息的协议和应用。正是基于上述原因，传感器网络的定位技术是网络正常运行的最基本也是最重要的条件。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种无线传感器网络节点定位的方法，其能减少无线传感网络中节点定位的能量消耗，获得较精确的定位结果，适应性强。

按照本发明提供的技术方案，一种无线传感器网络节点定位的方法，所述定位方法包括如下步骤：

a、节点的抛洒：随机在设定区域内抛洒所需数量的传感器网络节点；

b、节点之间跳数关系的获取：对于所有传感器网络节点，通过和周围传感器网络节点之间的信息交换，来获取传感器网络节点之间的跳数关系，建立无线传感器网络的跳数关系表；

c、节点的粗定位：利用上述跳数关系表，对传感器网络节点进行粗定位；

d、迭代求精：对上述粗定位进行循环迭代，以获取所需精度的传感器网络节点的节点坐标。

所述步骤b中，采用距离矢量交换方法来获取传感器网络节点之间的跳数关系。

所述步骤c中，利用DV-HoP方法对传感器网络节点进行粗定位。

在利用DV-HoP算法进行粗定位时，利用全网平均每跳距离代替最近信标节点的平均节点距离。

所述步骤d中，利用Atiken迭代方法，建立迭代模型，以对所述粗定位进行循环迭代。

所述利用Atiken迭代方法时，所设定的迭代终止条件包括最大迭代次数及迭代精度。

本发明的优点：采用距离矢量交换方法来获取无线传感器网络中传感器网络节点的跳数关系，以建立跳数关系表，根据跳数关系表利用DV-Hop方法进行粗定位，利用Aitken迭代方法进行迭代运算，以获取精确的传感器网络节点坐标，能减少无线传感网络中节点定位的能量消耗，获得较精确的定位结果，适应性强。

附图说明

图1、2为本发明与现有定位方法在定位精度上比较的仿真示意图，其中：

图1为在不同通信半径作用下定位方法的比较仿真示意图。

图2为在不同信标节点比例作用下定位方法的比较仿真示意图。

图3为本发明与现有定位方法在适应性上比较的仿真示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

为了能够对无线传感器网络中无线传感器节点进行精确定位，满足无线传感器网络的应用要求，本发明的定位方法包括如下步骤，具体地：

a、节点的抛洒：随机在设定区域内抛洒所需数量的传感器网络节点；