[发明专利]无线传感器网络未知传感器节点的细菌觅食优化定位方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络未知传感器节点的细菌觅食优化定位方法，其特征在于是由如下步骤实现的：

S1：未知节点P接收周围信标节点的信号，并将接收到的信号强度值转化为未知节点和信标节点之间的距离值；

S2：设定该未知节点P可以接收到信号的信标节点数量为m，m＞2，以任2个位置的信标节点为一组，共有k组，任一组中的两个信标节点以A、B代表；

S3：采集任一组中的两个信标节点A、B的坐标A(x_A,y_A)，B(x_B,y_B)；计算信标节点A到信标节点B之间的距离L_AB；根据步骤S1所得到的信标节点A到未知节点P之间的距离记为L_AP，未知节点P到信标节点B之间的距离记为L_PB；

S4：判断未知节点P、信标节点A和信标节点B三点是否共线：当L_AB＝L_AP+L_PB或L_AB＝|L_AP-L_PB|时，判断为三点共线，

L_AB＝L_AP+L_PB时，未知节点P位于信标节点A、B之间，未知节点P的坐标为

L_AB＝L_AP-L_PB时，未知节点P位于信标节点A、B延长线，未知节点P的坐标为

L_AB＝L_PB-L_AP时，未知节点P位于信标节点B、A延长线，未知节点P的坐标为

当L_AB≠L_AP+L_PB或L_AB≠|L_AP-L_PB|时，判断三点不共线，未知节点P为节点P_R、节点P_L两个中的一个，节点P_R、P_L是由以信标节点A、B为圆心形成的两圆的交点，其中节点P_R位于A、B连线的逆时针方向的位置，节点P_L位于A、B连线的顺时针方向的位置，设定节点P_R、节点P_L坐标分别为P_R(x_PR,y_PR)、P_L(x_PL,y_PL)；

S5：根据测边交会原理得出节点P_R的坐标P_R(x_PR,y_PR)：

x_PR＝x_A+L·(x_B-x_A)+H·(y_B-y_A)

y_PR＝y_A+L·(y_B-y_A)+H·(x_A-x_B)

根据信标节点A和信标节点B所连直线的方程：ax+by+c＝0，则节点P_L的坐标P_L(x_PL,y_PL)：

其中，

满足x_B≠x_A，y_A≠y_B时，

b＝-1，

满足x_B＝x_A，y_A≠y_B时，

a＝1，b＝0，c＝-x_A或-x_B；

满足x_B≠x_A，y_A＝y_B时，

a＝0，b＝1，c＝-y_A或-y_B；

S6：未知节点P坐标值选择

de(i,P)表示第i个，1≤i≤m，信标节点到未知节点P的距离；de(i,P_R)表示第i个信标节点到节点P_R的距离，de(i,P_L)表示第i个信标节点到节点P_L的距离，定义：

DIS(i,P_R)＝|de(i,P)-de(i,P_R)|(i＝1,2…m)

DIS(i,P_L)＝|de(i,P)-de(i,P_L)|(i＝1,2…m)

当

P_R的坐标就是未知节点P的坐标，否则P_L的坐标就是未知节点P的坐标；

S7：坐标优化

k组信标节点中的每一组，采用步骤S3－S6得出一个未知节点P的坐标，这样，共得出k个未知节点P的坐标(x_P1,y_P1),(x_P2,y_P2)......(x_Pk,y_Pk)，采用基于细菌觅食算法对得到的k个未知节点P的坐标进行优化，所述的细菌觅食算法的适应度函数为：

式中(x_s,y_s)代表未知节点P的k个坐标(x_P1,y_P1),(x_P2,y_P2)......(x_Pk,y_Pk)中的任一个坐标，坐标(x_i,y_i)为m个信标节点中的任一个的坐标；这样，得到k个适应度函数值F(s)，在得到的k个适应度函数值F(s)中，选择最小值，与最小值的适应度函数值对应的未知节点P的坐标就是优化后的未知节点P的坐标，也就是未知传感器节点的最终定位坐标。