[发明专利]面向三维无线传感网的采用移动锚节点的定位方法

摘要

本发明的面向三维无线传感网的采用移动锚节点的定位方法，包括：a)部署移动锚节点；b)在希尔伯特曲线的拐点处广播信标信息；c)信标信息的接收；d)信标信息的选取；e)建立目标函数；f)建立搜索空间；g)产生位置与飞行速度分别为、的个粒子；h)求取个体最佳位置；i)求取全局最佳位置；j)全局最佳位置的判断；k)求取新的、；l)获取估算位置。本发明的定位方法，不仅实现了对无线传感器网络中各节点的准确定位，而且整个计算方法简单，耗能低，适于传感器节点采用；同时还有效实现了网络节点定位精度与能耗的均衡。

主权项

1.一种面向三维无线传感网的采用移动锚节点的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：a).部署移动锚节点，在待定位的无线传感器网络中部署可进行移动的锚节点；b).广播信标信息，移动锚节点以速度沿希尔伯特曲线对整个网络进行遍历，并且在希尔伯特曲线的拐点处广播信标信息；按顺序对希尔伯特曲线的拐点按照进行编号，广播的信标信息包括广播信标信息时移动锚节点的坐标、信标信息编号、测距信息；希尔伯特曲线上相邻两拐点之间的距离满足不等式(1)：(1)其中，为设移动锚节点的通信半径；c).信标信息的接收，传感器节点接收移动锚节点发送的信标信息；d).信标信息的选取，传感器节点从接收的信标信息中，选择出4个不共面的信标信息；e).建立目标函数，建立如公式（2）所示的粒子群优化算法的目标函数：（2）其中，为待定位的传感器节点的估算坐标，为步骤d)中所选择的4个信标信息中第个的坐标，是传感器节点测得的与第个信标信息的距离；；f).建立搜索空间，设定如公式（3）所示的粒子群优化算法中的粒子搜索空间：（3）其中，,;,;,;为步骤d)中所选择的4个信标信息中第个的坐标，;g).产生粒子群，随机产生个粒子，设、=分别是第个粒子的当前位置与飞行速度；h).求取个体最佳位置，设是第个粒子所经历的最佳位置，即使目标函数取最小值时的坐标值；通过公式（4）进行求取：(4)其中，为迭代次数，为正整数；随机粒子群优化的进化方程为：（5）其中、是加速常数，、是在（0,1）内均匀分布且相互独立的随机变量；i).求取全局最佳位置，根据步骤h)中获取的单个粒子的最佳位置，求取所有粒子所经历过的最好位置，即全局最佳位置；（6）其中，函数表达式为使目标函数取最小值的的坐标值；j).全局最佳位置的判断，判断步骤i)中获取的全局最佳位置所对应的目标函数值，是否小于或等于给定的阈值，如果小于或等于，则执行步骤l)；如果大于，则执行步骤k)；k).求取新的、，通过产生新的粒子或采用对公式（5）对粒子进行进化，求取新的、，重新执行步骤j)，以避免目标函数陷入局部最优；l).获取估算位置，全局最佳位置即为该传感器节点的估算位置。