[发明专利]一种基于正六边形的无线传感器网络递增式定位算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于正六边形的无线传感器网络递增式定位算法。

背景技术

无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称WSN)是由部署在特定的监测区域内大量廉价、微型的、具有通信能力和计算能力的感器节点构成的自组织分布式网络系统，它具有快速展开、高健壮性和抗毁性等特点，能够广泛应用于军事、环境检测和预报、智能家居等诸多领域，已经引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视。

节点定位作为WSN中很重要的一部分，自然也是国内外研究的热点。节点定位(NodeLocalization)是指通过一定的方法、技术和手段，再结合区域中的锚节点计算出网络中的未知节点的相对位置或者绝对位置的过程。在通常的WSN中，一般有两种节点，一种是未知节点(UnknownNode，UN)，其不知道自己的物理位置信息，需要通过定位得到位置信息；另一种是信标节点(BeaconNode，BN)或称锚节点(AnchorNode，AN)，其相关位置信息是已知的，其是事先布置好或者是带有可获得自己位置信息的GPS等设备的传感器节点。关于WSN中节点定位问题存在大量的研究和算法，定位过程主要是基于两种节点即静态锚节点和动态锚节点来完成，但由于锚节点的成本比较高，最近来大多研究人员转向减少锚节点的数量的研究，基于移动锚节点的研究尤为多，因为其只需要一个或少数几个锚节点，可大大减少锚节点的数量，进而可降低定位的成本。

无线传感器网络的定位技术可以按照节点间是否测距来划分，其中，比较常用的一种是基于接收信号强度指示的测距技术。接收端根据接收到的发射端发来的某一功率，通常利用已有的理论或者经验传输模型，再结合信号在传播的过程中的功率损耗，将功率转化为传输距离来进行测距的一种方法。基于RSSI的测距就是根据接收的信号强度测量距离的一种方法。信号在传输的时候会有一定的损耗，在测距时，发射功率已知，功耗与传输距离存在关系，可以利用传输过程中信号的功耗，得到信号传输距离。

未知节点通过测距技术得到了自身与锚节点的距离信息后，通常利用三边测量法或极大似然估计法进行自身定位。

三边测量法是本算法会用到的方法，具体实现如下：设点A、点B、点C是锚节点，点D是未知节点，三个锚节点的坐标分别为(x_a,y_a)、(x_b,y_b)和(x_c,y_c)，D点坐标为(x,y)，D到三个锚节点的距离分别为d_a、d_b和d_c。由式(1-1)可以计算节点D的坐标即式(1-2)，