[发明专利]基于非测距的水下无线传感器网络节点定位方法及系统

摘要

本发明提供了一种基于非测距的水下无线传感器网络节点定位方法及系统，其中，基于非测距的水下无线传感器网络节点定位系统包括：数据采集装置和数据处理装置，所述数据采集装置包括多个未知节点以及多个信标节点，所述数据处理装置包括多个汇聚节点。在利用信标节点直接定位第一未知节点和第二未知节点后，将已定位的第一未知节点和第二未知节点作为新的信标节点，即将第一新信标节点和第二新信标节点参与剩余未知节点的定位。从而可以有效减少无法定位的未知节点的数量，并缩短对未知节点定位所需要的时间，进而节约系统能耗，特别适用于信标节点部署稀疏的水下无线传感器网络。

主权项

1.一种基于非测距的水下无线传感器网络节点定位方法，其特征在于，包括以下步骤：第一未知节点周围的多个信标节点形成一第一信标节点集合，所述第一信标节点集合中的每一个信标节点均发射出一数据包；所述第一未知节点接收到所述第一信标节点集合中的信标节点发射出的数据包后，所述第一未知节点对接收到的每一个信标节点的数据包的信号强度进行标记，并对接收到每一个信标节点的信号强度从大到小进行排序；判断所述第一未知节点接收到数据包的信标节点的个数，若所述第一未知节点接收到数据包的信标节点的个数小于一第一预定阈值，则所述第一未知节点为无法定位的节点；若所述第一未知节点接收到数据包的信标节点的个数等于或大于所述第一预定阈值，则根据一第一有效信标节点集合中每一个信标节点的信号强度，计算出所述第一有效信标节点集合中每一个信标节点的权重，所述第一有效信标节点集合为所述第一未知节点接收到数据包的信标节点的信号强度从大到小排列的序列中前第一预定阈值个信标节点的集合；根据所述第一有效信标节点集合中每一个信标节点的权重以及每一个信标节点的数据包中的位置坐标，计算出所述第一未知节点的位置坐标，将所述第一未知节点记为第一新信标节点；第二未知节点周围的多个信标节点形成一第二信标节点集合，所述第二信标节点集合包括所述第一新信标节点，所述第一信标节点集合中的每一个信标节点均发射出一数据包；所述第二未知节点接收到所述第二信标节点集合中的信标节点发射出的数据包后，所述第二未知节点对接收到的每一个信标节点的数据包的信号强度进行标记，并对接收到每一个信标节点的信号强度从大到小进行排序；判断所述第二未知节点接收到数据包的信标节点的个数，若所述第二未知节点接收到数据包的信标节点的个数小于一第二预定阈值，则所述第二未知节点为无法定位的节点；若所述第二未知节点接收到数据包的信标节点的个数等于或大于所述第二预定阈值，则根据一第二有效信标节点集合中每一个信标节点的信号强度，计算出所述第二有效信标节点集合中每一个信标节点的权重，所述第二有效信标节点集合为所述第二未知节点接收到数据包的信标节点的信号强度从大到小排列的序列中前第二预定阈值个信标节点的集合；根据所述第二有效信标节点集合中每一个信标节点的权重以及每一个信标节点的数据包中的位置坐标，计算出所述第二未知节点的位置坐标，将所述第二未知节点记为第二新信标节点；重复上述第二新信标节点的定位方法对剩余未知节点进行定位，直到剩余未知节点均被判定为无法定位的节点；所述第一有效信标节点集合中每一个信标节点的权重的计算方法如下：用(Sr1,Sr2...SrM)表示所述第一有效信标节点集合中每一个信标节点的信号强度，其中，M为所述第一预定阈值；则计算出所述第一有效信标节点集合中第i信标节点的权重为Wi：所述第一未知节点的位置坐标的计算方法如下：用(xi,yi,zi)表示所述第一有效信标节点集合中第i个信标节点的位置坐标；计算出所述第一未知节点的位置坐标(xc,yc,zc)：其中M为所述第一预定阈值；所述第二有效信标节点集合中每一个信标节点的权重的计算方法如下：用(Sr1,Sr2LSrN)表示所述第二有效信标节点集合中每一个信标节点的信号强度，其中，N为所述第二预定阈值；则计算出所述第二有效信标节点集合中第j信标节点的权重为Wj：所述第二未知节点的位置坐标的计算方法如下：用(xj,yj,zj)表示所述第二有效信标节点集合中第j个信标节点的位置坐标；计算出所述第二未知节点的位置坐标(xc′,yc′,zc′)：其中N为所述第二预定阈值。