[发明专利]一种水声传感器网络节点自定位方法

摘要

本发明涉及一种水声传感器网络节点自定位方法，采用单锚节点发射固定能量的窄波束，采用波束切换的方式进行窄波束发射来进行自定位，其中：所述基于波束切换的自定位，通过锚节点与普通节点的信息交互完成所述普通节点的信息回传以多跳方式进行，同一区间采用带延迟的aloha进行应答。本发明仅在波束内节点才进行回复的方式在很大程度上避免了冲突。而这种仅在波束内的节点才进行回复，这样，就在很大程度上避免的冲突。全向波通过换能器而变成窄波束，信息传播大大增加，单跳即可实现原多跳下的通信距离。仅需一个锚节点，且仅对锚节点的设备要求高，而对于其他的节点的设备要求不高。隐藏性好，窄波束的条件让通信更加隐蔽。

主权项

1.一种水声传感器网络节点自定位方法，其特征在于：采用单锚节点发射固定能量的窄波束，采用波束切换的方式进行窄波束发射来进行自定位，其中：所述基于波束切换的自定位，通过锚节点与普通节点的信息交互完成所述普通节点的信息回传以多跳方式进行，同一区间采用带延迟的aloha进行应答；步骤如下：步骤1：锚节点首先使用GPS获取自身位置信息，标记为(X₁，Y₁)；然后在时刻t0开始发射波束，锚节点各个角度区间按逆时针的顺序无缝隙地发射窄波束，直至波束覆盖360°；所发射的窄波束中包含有锚节点坐标与当前发射角度；每次发射窄波束后，等待接收传感器节点完成继续下次发射；步骤2：待测节点通过TOA的方法来计算自己与锚节点的距离R＝C*(T_k‑T_i)其中：R待测节点与锚节点的距离，C为水声速度，Ti为第i个角度区间发射波束的时刻，Tk是当前待测节点接收到信息的时刻；待测节点计算自己的位置坐标：(X₁+R×sinβ，Y₁+R×cosβ)；β为待测节点通过接收到的信息得到角度信息，或通过之前设定的时间与角度的关系从接收信息的时刻来推出的角度信息；之后待测节点发射全向波信息；步骤3：锚节点收到了回馈信息，记录下定位成功的待测节点的id与坐标，开始在第二个角度区间发射窄波束，重复步骤2；当锚节点的波束旋转了一周之后，锚节点得到所有待测节点的坐标，所有的待测节点得到自身的坐标，且所有的待测节点均得到相邻节点ID与坐标。