[发明专利]一种无线传感器网络节点定位方法

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络节点定位方法，本发明针对Amorphous方法的一些不足进行了改进，提出一种发送数据包生存时间来调节节点定位过程中的数据包接收量的D－Amorphous方法，与Amorphous方法相比，D－Amorphous方法有效地降低了节点位置的定位误差以及通信能耗，该方法无需任何附加的硬件支持，并具有较好的拓展性，对实际的应用具有积极的意义。

主权项

1.一种无线传感器网络节点定位方法，其特性在于包括有如下步骤：步骤①：节点i收集邻居节点的跳数，计算关于某个信标节点的局部跳数平均值：$s_i=\frac{\underset{j\in \mathrm{nbrs}\left(i\right)}{\Sigma }{h}_j+h_i}{\left|\mathrm{nbsr}\left(i\right)\right|+1}-0.5其中hi表示节点i与信标节点之间的跳数，hj表示邻居节点j与这个信标节点之间的跳数，nbrs(i)表示节点的邻居节点集合；步骤②：假设网络平均连通度nlocal已知，使用Kleinrock\; and\; Slivers\; formula在网络部署前离线计算平均每跳距离：$ \mathrm{HopSize}=r(1+e^{-n_{\mathrm{local}}}-{\int }_{-1}^1{e}^{-\frac{n_{\mathrm{local}}}{\pi }(\mathrm{ar}\cos t-t\sqrt{1-t^2})}\mathrm{dt})其中r表示节点的通信半径，nlocal表示网络平均连通度，即网络中节点的平均邻居节点数；步骤③：信标节点向邻居节点广播自身位置信息的分组，其中包括信标节点坐标、信标节点ID、数据包生存时间；步骤④：未知节点记录收到的信标节点的最小跳数，忽略来自同一个信标节点的较大跳数分组，节点转发的信息只有跳数最小的一个被未知节点接受，其他的转发信息就被未知节点丢弃；步骤⑤：未知节点每次接到信标节点广播信息分组后，数据包生存时间减1，并继续转发给邻居节点，如果数据包生存时间为0，未知节点将不再转发此广播信息分组；以此来获得未知节点与附近信标节点的最小跳数；步骤⑥：当获得三个或更多信标节点的跳数后，未知节点使用si\times HopSize计算与每个信标节点距离，并使用三边测量法估算自身位置。$$