[发明专利]一种无线传感器网络的定位方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机算法领域，更具体地说，本发明涉及一种无线传感器网络的定位方法。

背景技术

无线传感器网络得到了广泛的应用,具有非常好的广阔的前景。但是,其安全性也受到了极大的挑战。由于无线传感器网络经常被部署在恶劣的环境下,甚至是敌对区域,一般情况下缺乏有效的物理保护,同时,由于传感器节点的计算、存储、能量等性能有限,无线传感器网络比较容易成为敌人捕获和侵害的目标。传感器网络入侵检测技术主要集中在检测节点的异常以及恶意节点的辨别上。鉴于传感器网络资源受限以及容易遭受攻击等特点,传统的应用于常规网络中的入侵检测技术不适于无线传感器网络。因此,设计一种适用于无线传感器网络的安全机制,防止各种入侵,就显得尤为重要，它是保证无线传感器网络能够进一步发展的关键环节。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种算法简单、定位精确的一种无线传感器网络的定位方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

1、一种无线传感器网络的定位方法，包括如下步骤：

（1）网络初始化：网络中每个信标节点向周围所有节点发送仅包含节点编号的单跳广播消息，接到广播消息的节点对收到消息的信号强度进行判断；

（2）获取定位信息：在对Node节点进行定位时,待定位的Node节点向周围广播定位请求消息,所有收到该消息的信标节点回送一个确认包,Node节点在发送定位请求信息的同时,设置一个计时器,当计时器到时时,计时器的设定时间为1-2min，停止接收定位确认信息并转入下一步；

（3）构造置信参考节点集S

a.在所有信标确认包中找出距离上一次计算的位置最近的信标,并将其加入参考节点集S；

b.遍历所收到的定位确认包中所有不在置信节点集S中的节点,若其中有节点是置信节点集中节点的邻居,则将其也加入置信节点集；

（4）计算节点坐标

根据S中信标节点发出的定位确认信息来计算移动节点坐标，计算移动节点坐标的方法为

其中，Si——置信节点集中各个信标发回的确认信息的信号强度；

（Xi，Yi）——置信节点集中各个信标节点的坐标；

（Cx，Cy）——待定位节点的估算坐标位置。

优选的，所述步骤(1)判定执行如下步骤:

a.若高于特定的信号强度阈值,将该节点的ID和位置信息记录在自身的邻居节点信息表中,并向该信标节点回发一个包括自身位置信息在内的确认消息；

b.若所收到的信号的强度低于该阈值,则将该消息包抛弃不做处理。

优选的，所述步骤a、b中的阀值使用每个节点的发射功率和测试环境内的平均信号强度作为参数来计算。

优选的，所述步骤a、b中阈值的计算公式为T=P*w1+A*w2+F*w3，T代表阀值，阈值范围为50-100,p代表每个节点的发射功率,发射功率范围是60-100，A代表检测环境中平均信号强度,F代表其它因素的影响,范围为40-80，w1、w2、w3分别是三个属性的权重,且wl+w2+w3=1。

优选的，所述步骤（3）中加入步骤c：若步骤b中有新节点加入,则返回步骤b,否则S建立完毕。

优选的，所述步骤（3）中根据空间连通性将所有收到确认的信标节点划分为若干个子集,选具有节点数最多的一个子集作为置信节点集。

有益效果：该算法在计算待定位节点的坐标时,不是利用单一锚节点来实现,而是生成置信节点集合,利用多个节点共同计算待定位节点的坐标,从而降低了单一节点计算产生的误差，通过针对室内空间连通性的分析,构建置信参考节点集，在定位计算时,排除非置信参考集节点发出的误差较大的定位参考信息,而仅使用置信参考节点集中节点发出的定位参考信息进行坐标计算,以避免大误差的引入,提高定位的精度，在计算具体的位置坐标时,采用了一种简化的信号强度加权的计算方法,大大简化了坐标计算的计算量，可以保证定位的精度性，减少误差。

具体实施方式

一种无线传感器网络的定位方法，包括如下步骤：

（1）网络初始化：网络中每个信标节点向周围所有节点发送仅包含节点编号的单跳广播消息，接到广播消息的节点对收到消息的信号强度进行判断，执行以下步骤：

a.若高于特定的信号强度阈值,将该节点的ID和位置信息记录在自身的邻居节点信息表中,并向该信标节点回发一个包括自身位置信息在内的确认消息；