[发明专利]一种双向测距方法及系统

摘要

本发明提供一种双向测距方法及系统，能够降低对网络时间同步误差对测距结果的影响，提高定位结果的准确性。所述方法包括：组网后，获取网络中的汇聚节点、簇头节点及簇内节点；利用超宽带技术获取簇头节点之间的距离、簇头节点与汇聚节点之间的距离、簇内的整簇节点之间的距离及每个簇内随机两个簇内节点与汇聚节点之间的距离；所述汇聚节点依据获取的所述簇头节点之间的距离、簇头节点与汇聚节点之间的距离、簇内的整簇节点之间的距离及每个簇内随机两个簇内节点与所述汇聚节点之间的距离，得到所述汇聚节点、簇头节点及簇内节点的位置。本发明适用于无线传感器网络定位技术领域。

主权项

1.一种双向测距方法，其特征在于，包括：组网后，获取网络中的汇聚节点、簇头节点及簇内节点；利用超宽带技术获取簇头节点之间的距离、簇头节点与汇聚节点之间的距离、簇内的整簇节点之间的距离及每个簇内随机两个簇内节点与汇聚节点之间的距离；所述汇聚节点依据获取的所述簇头节点之间的距离、簇头节点与汇聚节点之间的距离、簇内的整簇节点之间的距离及每个簇内随机两个簇内节点与所述汇聚节点之间的距离，得到所述汇聚节点、簇头节点及簇内节点的位置；其中，所述组网后，获取网络中的汇聚节点、簇头节点及簇内节点之前，还包括：在网络初始化时，利用随机算法选出汇聚节点；由所述汇聚节点广播低功耗自适应分簇算法，网络中除所述汇聚节点外的节点执行所述低功耗自适应分簇算法，选出网络中的簇头节点；每个簇头节点广播其他节点加入簇头的信号，其他节点根据接收到的加入簇头节点信号的RSSI值的大小加入RSSI值最大的簇头，成为该簇头对应分簇的簇内节点；其中，利用超宽带技术获取节点之间的距离时，网络中同一时刻只能有一对节点进行测距；其中，所述利用超宽带技术获取簇头节点之间的距离、簇头节点与汇聚节点之间的距离、簇内的整簇节点之间的距离及每个簇内随机两个簇内节点与汇聚节点之间的距离，包括：所述汇聚节点根据组网后的网络拓扑结构，构建全网节点的测距时隙表；依据构建的全网节点的测距时隙表，依次广播节点测距指令，并利用超宽带技术获取簇头节点之间的距离、簇头节点与汇聚节点之间的距离、簇内的整簇节点之间的距离及每个簇内随机两个簇内节点与汇聚节点之间的距离；其中，所述依据构建的全网节点的测距时隙表，依次广播节点测距指令，并利用超宽带技术获取簇头节点之间的距离、簇头节点与汇聚节点之间的距离、簇内的整簇节点之间的距离及每个簇内随机两个簇内节点与汇聚节点之间的距离，包括：网络中的每个节点依据接收的所述汇聚节点广播的测距指令，判断接收到的所述测距指令是否是自身节点的测距指令；若是自身节点的测距指令，则确定自身节点的节点模式，所述节点模式包括：主节点或从节点；若所述自身节点是从节点，则获取所述从节点发送测距请求信息的时间T1；若所述自身节点是主节点，则获取所述主节点接收到所述从节点发送的所述测距请求信息的时间T2，并获取所述主节点发送测距响应信息的时间T3；获取所述从节点接收到所述主节点发送的所述测距响应信息的时间T4；获取所述从节点和主节点之间的平均测距时间t＝((T4‑T1)‑(T3‑T2))/2，并将所述平均测距时间t与电磁波信号在空气中的传播速度作乘积，作为所述从节点与主节点之间的距离并将所述距离发送至汇聚节点；其中，所述方法还包括：利用超宽带技术获取天线发送延时和天线接收延时；所述T1为所述从节点发送所述测距请求信息后产生的硬件计时和获取的所述天线发送延时的和；所述T2为所述主节点接收到所述从节点发送的所述测距请求信息时产生的硬件接收中断并减去获取的所述天线接收延时的差；其中，所述汇聚节点、簇头节点及簇内节点包括：位于保护壳内的电路板及固定在所述保护壳外壁上的无线收发天线；其中，所述电路板为四层印制电路板；所述电路板包括：超宽带射频模块；所述无线收发天线通过天线转接线与所述超宽带射频模块进行通信连接。