[发明专利]一种利用多移动锚节点对无线传感器网络节点定位的方法

权利要求书

1.一种利用多移动锚节点对无线传感器网络节点定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a).布设移动锚节点，在待定位的平面无线传感器网络中布设3个可自由移动的锚节点，每个移动锚节点通过GPS可获取自身的位置坐标；

b).锚节点的移动，设移动锚节点的通讯半径为R，平面无线传感器网络的宽度为W、高度为H；3个移动锚节点组成边长为R的正三角形沿无线传感器网络的宽度方向来回移动扫描，以便对网络中的所有传感器节点进行定位，且相邻两扫描路径之间的距离为                                                /；3个移动锚节点在移动的过程中，由当前的正三角形状态变换为下一个正三角形状态的过程中，移动锚节点沿最短的路径移动；

c).时钟同步，3个移动锚节点通过校时，使它们具有同步的时钟信号；

d).广播定位信息，设3个移动锚节点分别用、、进行表示，并按照1、2、3的形式进行编号；3个移动锚节点沿扫描路径移动的过程中，当3个移动锚节点组成正三角形时，向周围广播定位用的信标信息；所广播的信标信息包括移动锚节点的编号、锚节点的坐标、广播信息的时刻、信号强度；

e).信息的接收和筛选，传感器节点接收移动锚节点发送的信标信息，并根据信标信息中广播信息的时刻筛选出可对传感器节点定位的信标信息；

f).节点位置的估算，传感器节点根据步骤e)中筛选出的信标信息，利用3个移动锚节点同一时刻发送的信标信息中信号强度的大小，将传感器节点的位置缩小至位于3个移动锚节点所组成正三角形中的特定三角形内，特定三角形的质心即为传感器节点的估算位置。

2.根据权利要求1所述的利用多移动锚节点对无线传感器网络节点定位的方法，其特征在于，步骤e)中所述的信息的接收和筛选通过以下步骤来实现：

e-1).传感器节点休眠，在没有收到移动锚节点发送的信标信息前，传感器节点处于休眠状态；且令信息存储集合=；

e-2).接收并存储信标信息，当传感器节点接收到移动锚节点广播的信标信息后，将其存储至集合中，即令=；在接收到信标信息的同时令计时时间段+1，执行步骤e-3)；

e-3).计时时间段内的判断，每过1秒，令，判断在＞0之前是否又接收到了来自移动锚节点发送的信标信息，如果接收到了新的信标信息，则执行步骤e-2)；如果没有接收到新的信标信息，则执行步骤e-4)；

e-4).对信标信息进行排序，按照信标信息中广播信息时刻的前后顺序，对信息存储集合中的信标信息进行排序；排序后，集合中的元素为，元素个数为；令=1，有效信息集合=；

e-5).判断集合中元素的个数，判断信息存储集合中元素的个数≥+2是否成立，如果成立，则执行步骤e-6)；如果不成立，则退出；

e-6).判断相邻两个信标信息的时间戳是否一致，判断集合中信标信息与的广播信息的时刻是否相同，如果相同，则执行步骤e-7）；如果不相同，则令=+1，返回步骤e-5)；

e-7).判断相邻三个信标信息的时间戳是否一致，判断集合中信标信息、和的广播信息的时刻是否均相同，如果均相同，则令集合，=+3；如果与的时间戳相同，而与的时间戳不同，则令集合，=+2；执行步骤e-8)；

e-8).存储有效信标信息，令有效信息集合=∪；返回步骤e-5)。

3.根据权利要求2所述的利用多移动锚节点对无线传感器网络节点定位的方法，其特征在于，步骤f)中所述的节点位置的估算通过以下步骤来实现：

f-1).判断同一组信标信息的时间戳是否相同，取，设=；判断信标信息、、中时间戳是否均相同，如果均相同，则执行步骤f-3)；如果信标信息与的时间戳相同，而与的时间戳不同，则执行步骤f-2)；

f-2).信标信息的映射，如果、的锚节点编号为1和2，则映射为上一时间戳的所发送的信标信息；如果、的锚节点编号为1和3，则映射为上一时间戳的所发送的信标信息；如果、的锚节点编号为2和3，则映射为上一时间戳的所发送的信标信息；执行步骤f-3)；

f-3).特定三角形的求取，记是来自移动锚节点信标信息的信号强度，三个锚节点的坐标分别为、、，=1,2,3；、、分别为正三角形的边、、的重点，三角形的中心为；

如果,,,则传感器节点位于特定三角形内；

如果,,,则传感器节点位于特定三角形内；

如果,,,则传感器节点位于特定三角形内；

如果,,则传感器节点位于特定三角形内；

如果,,,则传感器节点位于特定三角形内；

如果,,,则传感器节点位于特定三角形内；

f-4).传感器节点位置的求取，步骤f-3)中所确定的特定三角形的质心即为传感器节点的位置坐标。