[发明专利]一种复杂环境下的无线互联网节点粗精度定位方法

说明书

技术领域

本发明属于无线互联网领域，特别涉及一种复杂环境下的无线互联网节点粗精度定位方法。

背景技术

在无线互联网领域，通常使用无线节点来执行监控、测量等操作，因而需要掌握这些节点所在的实时位置，现有技术中已经提出了许多以获取节点准确坐标位置为目标的定位方法，但是对于复杂环境下的无线互联网，由于代价太大，获取每一个节点的准确位置是不可行的，而且对于许多应用来说粗精度的定位常常已经足够了。

然而，现有技术中，粗精度定位方法很少，并且存在着定位误差大、无法适用于复杂环境等这样或那样的一些问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种适用于复杂环境下的无线互联网节点粗精度定位方法，此方法与常规的细精度定位方法不同，它将无线节点的位置估计在一个小区域中，而不是求出它的精确坐标。

  本发明提出的技术方案如下：

 一种适用于复杂环境下的无线互联网节点粗精度定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在目标区域内预先部署N个信标节点和1个监控节点，N≥3，每个信标节点的位置已知；

（2）建立复杂环境下的无线信号传播损耗模型；

（3）根据N个信标节点的位置以及所述无线信号传播损耗模型将目标区域划分为多个定位区；

（4）在每个待定位的无线互联网节点中保存每个信标节点和它们相应的发射功率级别的列表，所述功率级别为自然数；

（5）每个信标节点以多个不同的功率级别广播无线探测信号，所述无线探测信号中包括信标节点的ID和所述无线探测信号的功率；

（6）每个待定位的无线互联网节点接收所述无线探测信号，确定接收到的每个信标节点对应的功率级别                                                ，i=1,2……N，该无线互联网节点将作为自身的位置识别码，和自身的ID一起发送给所述监控节点；

（7）所述监控节点根据收到的无线互联网节点的位置识别码和ID，确定每个无线互联网节点位于所述多个定位区中的哪一个。

 本发明的技术效果在于，将无线互联网中待定位的节点的位置估计在一个小区域中，而不是求出它的精确坐标，待定位的无线互联网节点不需要执行复杂的计算，也不需要和邻居节点交换信息，降低了节点的复杂度，减小了网络流量负载，能够较好地适用于复杂环境下的大规模网络应用。

附图说明

图1为根据本发明的实施例的区域划分示意图；

          图2为根据本发明的实施例的定位示意图。              

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明所提出的适用于复杂环境下的无线互联网节点粗精度定位方法的一个实施例，包括如下步骤：

（1）在目标区域内预先部署N个信标节点和1个监控节点，N≥3，每个信标节点的位置已知。本实施例中设定N=5，5个信标节点组成一个五边形结构。（2）建立复杂环境下的无线信号传播损耗模型。无线传播一个重要特性是无线信号强度随着传播距离的增加而衰减，理想化的模型为：

                        （1）

其中，为接收功率，为发射功率，为发送节点和接收节点之间的距离，为光速，为载波工作频率，为信号载波工作波长。上述公式(1)表明，如果保持不变，那么越大则越大；如果保持不变，那么与成反比。

本发明利用无线信号的发射功率和它所能达到的距离之间的关系，每个信标节点广播几轮无线信号，信号中包含信标节点的ID和发射信号的功率。每轮信标节点的发射功率都比前一轮要高。由于无线信号的特性，对于相同的信标节点，高发射功率比低发射功率覆盖更大的区域。理想情况下，发送功率与接收功率之比为“传播损耗”，用表示：

                  （2）

损耗通常用分贝表示，则由公式(2) 可得：

      （3）

公式(3)是理想情况下的无线信号传播模型，仅与频率和距离有关。在复杂的真实通信环境中，由于时空域因素的影响，系统不可能工作在理想的环境下，所以实际的电波传播损耗要比按规律计算出的结果大许多，一般情况下可表示为：，为路径衰减指数。

在公式(3)的基础上，可得：

                           （4）