[发明专利]一种无线传感器网络节点定位的方法

说明书

本发明公开了一种无线传感器网络节点定位的方法，针对划分后的网络重叠区域进行合并拼接时由于区域之间反射错误导致的定位错误，提出一种新的补丁和拼接方法。在地图模型构建阶段，每个节点以及两跳邻域使用Isomap构建本地地图；在拼接阶段，地图以增量样式进行相互拼接。应用无线传感器网络进行节点定位时，首先根据Isomap使用E或K领域方法为每个节点选择合适的邻域大小；然后确定平移参数t、比例参数s、旋转因子R建立绝对正交变换；最后通过给定传感器网络图和映射条件进行翻转传感器网络本地化中的模糊性，使地图以增量样式进行相互拼接。本发明克服了无线传感器网络在精准定位时成本和能源耗费过大的缺点。

技术领域

本发明涉及无线传感器技术，特别涉及一种用于无线传感器网络节点定位的方法。

背景技术

在无线传感器网络的诸多应用中，首要关心的问题是无线传感器网络节点的定位问题。在许多的无线传感器网络的应用中，传感器节点必须知道自身的物理位置才能确定所采集数据的准确位置，没有准确的位置信息，监测消息往往是没有任何意义的。例如对于森林火灾天然气管道泄漏等突发事件，需要及时获取事故现场的具体位置；在环境监测应用中需要知道采集的环境信息所处的具体区域位置。那么对于上述问题，传感器节点必须首先知道自身的地理位置信息，这也是进一步采取措施和实施决策的基础。在许多的无线传感器网络应用场合，节点被随机部署在指定的区域内(如通过无人机撒布)，节点的位置是不可控的，传感器节点的位置信息事先是无法知道的，因此在节点部署之后需要通过定位技术获取准确的位置信息。通常情况下，无线传感器节点随机部署在不同的应用环境中以执行不同的监测任务，它们以自组织的方式协同工作，最常见的部署方式是通过飞机将传感器节点播撒到预先设定的区域。由于这些被随机播撒的传感器节点缺乏预知自身位置的能力，所以在完成部署后它们需要通过定位方法获取自身的位置信息。

我国虽然自主研发并且部署了北斗定位系统，但是依然缺乏低成本、高性能的北斗终端芯片，还无法大规模普及使用。对于机器人应用领域采用的定位技术，尽管与无线传感器网络定位技术有这相似的特性，比如移动特性和自组织特性等，但是机器人节点数量较少，能量充足，能够携带精确的测距设备，而且，应用机器人的一些定位算法不需要考虑算法的能力消耗和复杂度等问题，所以也不适合无线传感器网络定位。只有当传感器节点获得了各自正确的地理位置后，才可以得到所监测事件发生的地理位置，这往往需要多个传感器节点进行协同工作。而现有的无线传感器网络在实际应用中也存在一些问题，如节点定位的过程中，整个网络被划分为小的重叠区域，在进行普通合并拼接时可能由于区域之间反射错误从而导致的定位错误。因此，在无线传感器网络中，传感器节点的定位精度对应用有着重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线传感器网络节点定位的补丁和拼接方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种无线传感器网络节点定位的方法，针对整个网络被划分为小的重叠区域在进行普通合并拼接后可能会导致区域之间的错误反射，从而导致定位错误。提出一种新的补丁和拼接方法，在地图模型构建阶段，每个节点以及两跳邻域使用Isomap构建本地地图；在拼接阶段，地图以增量样式进行相互拼接。

一种无线传感器网络节点定位的补丁和拼接方法，包括如下步骤：

步骤1、根据Isomap使用E或K领域方法为每个节点选择合适的邻域大小，在E邻域中，选择E距离内的所有节点，在K邻域中，取K个最近邻居，进行等距映射；

步骤2、确定平移参数t、比例参数s、旋转因子R建立绝对正交变换；

步骤3、通过给定传感器网络图和映射条件进行翻转传感器网络本地化中的模糊性，并使用翻转检测和丢弃策略，使地图以增量样式进行相互拼接。