[发明专利]WSN中基于误差补偿策略的节点分布式定位系统与方法

摘要

本发明提供一种WSN中基于误差补偿策略的节点分布式定位系统与方法，涉及无线传感器定位技术领域。本发明的系统包括各传感器节点上的微型处理器及其中的可执行节点定位程序：节点状态广播器、节点状态获取器、锚节点集建立器、测量距离计算器、误差补偿信息集建立器、节点位置计算器、节点信任权值计算器、参数设置器、比较器、节点转换器。本发明的方法在定位初始阶段，由网络内锚节点相互定位确定自身测距校正参数和坐标误差补偿值，用于待定位节点的三维坐标计算中，能大大降低非视距环境下的定位误差干扰；将已定位节点升级为代理锚节点，并赋予信任权值用于其他待定位节点的坐标计算中，可以有效提高网络定位覆盖率和定位精度。

主权项

1.一种WSN中基于误差补偿策略的节点分布式定位系统，其特征在于：该系统包括各传感器节点上的微型处理器；所述各微型处理器中均包括可执行的节点定位程序；所述节点定位程序包括：节点状态广播器，用于锚传感器节点或代理锚传感器节点向其邻居节点广播自身的状态消息，状态消息包括节点标号、节点类型、节点位置坐标、发射信号强度RSSI值、测距校正参数、坐标误差补偿值和定位结束时间；所述传感器节点标号用于唯一标识传感器；传感器节点类型包括待定位传感器节点、已定位传感器节点、锚传感器节点、代理锚传感器节点，初始传感器节点只有待定位传感器节点和锚传感器节点两种类型，待定位传感器节点经过定位计算后会转换成已定位传感器节点或代理锚传感器节点；测距校正参数用于对锚传感器节点和待定位传感器节点间的距离值进行误差补偿；定位结束时间是指传感器网络定位工作结束的时间；节点状态获取器，用于传感器节点获取锚传感器节点或代理锚传感器节点广播的状态消息，包括节点标号、节点类型、节点位置坐标、接收信号强度RSSI值、测距校正参数、坐标误差补偿值及定位结束时间；锚节点集建立器，用于根据节点状态获取器中的节点广播状态信息建立锚节点集合，包括锚节点和后来升级的代理锚节点，并将建立的锚节点集发送给节点位置计算器；测量距离计算器，用于提取锚传感器节点或代理锚传感器节点，对RSSI值进行变换，计算待定位传感器节点与锚传感器节点或代理锚传感器节点之间的测量距离，并将该距离值发送给节点位置计算器；所述测量距离计算器测量的距离包括：所有与本传感器节点相邻的锚传感器节点或代理锚传感器节点与本传感器节点之间的距离；误差补偿信息集建立器，用于根据节点状态获取器中的测距校正参数及坐标误差补偿值建立误差补偿信息集，并将建立的误差补偿信息集发送给节点位置计算器；节点位置计算器，用于根据测量距离计算器、锚节点集建立器和误差补偿信息集建立器的输出，计算待定位传感器节点自身坐标，并将求出的节点坐标发送给节点信任权值计算器；节点信任权值计算器，用于根据节点位置计算器提供的节点坐标计算已定位传感器节点的信任权值；参数设置器，用于用户自行设定已定位传感器节点转换为代理锚传感器节点的初始信任值以及定位结束时间；比较器，用于对节点信任权值计算器输出的信任权值与参数设置器输出的初始信任值进行比较，若节点信任权值计算器输出的某传感器节点信任权值大于或等于初始信任值，则将该传感器节点标记为可能的锚传感器节点，若小于初始信任值，则将该传感器节点转入休眠状态；节点转换器，用于将比较器中标记为可能的锚传感器节点升级为代理锚传感器节点，并将该传感器节点的类型设置为代理锚传感器节点。