无线传感器网络测距定位方法

摘要

本发明涉及无线传感器网络定位技术，具体为无线传感器网络测距定位方法。解决现有技术定位精度低及算法复杂的问题。本发明所述方法先利用面积值确定未知节点与信标节点的相对位置，通过建立系数T_A、T_B、T_C与区域关系的方法，直接求解未知节点坐标并进行了坐标值优化，通过仿真分析并且与其它的一些算法进行对比，本发明所述方法提高了算法的精度，降低了算法的复杂度，减少节点的能量消耗，延长了节点的生命周期。

主权项

一种无线传感器网络测距定位方法，其特征在于是由如下步骤实现的：Z1:未知节点P接受周围信标节点的信号，并将接收到的信号强度值转化为未知节点和信标节点之间的距离值；Z2:设定该未知节点P接受到信号的信标节点数量为m，m≧3，以任3个位置不共线的信标节点为一组，一共k组；Z3：从第一组信标节点一直到第k组信标节点依次计算未知节点P的坐标，一共得到k个坐标，分别表示为(x_p1,y_p1)，……(x_pk,y_pk)；选取其中第u组信标节点，u取值为1到k，将该组信标节点设定为A、B、C，计算出未知节点P的坐标(x_pu,y_pu)，为上述k个坐标之一；3个信标节点A、B、C将整个平面划分成七个区域：区域1：3个信标节点A、B、C构成的三角形内部区域；区域2：信标节点B和信标节点A构成的射线BA的A点以外的直线、信标节点A和信标节点C构成的线段AC、信标节点B和信标节点C构成的射线BC的C点以外的直线围成的区域；区域3：信标节点C和信标节点B构成的射线CB的B点以外的直线、信标节点A和信标节点B构成的线段AB、信标节点C和信标节点A构成的射线CA的A点以外的直线围成的区域；区域4：信标节点A和信标节点B构成的射线AB的B点以外的直线、信标节点B和信标节点C构成的线段BC、信标节点A和信标节点C构成的射线AC的C点以外的直线围成的区域；区域5：信标节点B和信标节点C构成的射线BC的C点以外的直线、信标节点A和信标节点C构成的射线AC的C点以外的直线围成的区域；区域6：信标节点C和信标节点B构成的射线CB的B点以外的直线、信标节点A和信标节点B构成的射线AB的B点以外的直线围成的区域；区域7：信标节点B和信标节点A构成的射线BA的A点以外的直线、信标节点C和信标节点A构成的射线CA的A点以外的直线围成的区域；Z4:确定未知节点P所处区域：满足公式：S_ABC＝S_ABP+S_ACP+S_BCP未知节点P在区域1；满足公式：S_ABP+S_BCP＝S_ABC+S_ACP未知节点P在区域2；满足公式：S_ACP+S_BCP＝S_ABC+S_ABP未知节点P在区域3；满足公式：S_ACP+S_ABP＝S_ABC+S_BCP未知节点P在区域4；满足公式：S_ABP＝S_ACP+S_ABC+S_BCP未知节点P在区域5；满足公式：S_ACP＝S_ABP+S_ABC+S_BCP未知节点P在区域6；满足公式：S_BCP＝S_ACP+S_ABC+S_ABP未知节点P在区域7；其中S为采用海伦公式算出的相应三角形的面积，S下标中的三个字母为三角形的三个顶点；Z5：未知节点P第u个坐标(x_pu,y_pu)的计算公式如下：x_pu＝T_A·x_a+T_B·x_b+T_C·x_cy_pu＝T_A·y_a+T_B·y_b+T_C·y_c其中，(x_a,y_a)为信标节点A的坐标，(x_b,y_b)为信标节点B的坐标，(x_c,y_c)为信标节点C的坐标；T_A、T_B、T_C为区域系数，与P点所在区域有关，未知节点P处于区域1时，未知节点P处于区域2时，未知节点P处于区域3时，未知节点P处于区域4时，未知节点P处于区域5时，未知节点P处于区域6时，未知节点P处于区域7时，Z6:坐标值优化当k≤5时，求取未知节点P的k个坐标(x_p1,y_p1)，……(x_pk,y_pk)的横坐标平均值、纵坐标平均值，作为优化后未知节点P的坐标；当k>5时，计算每一个未知节点坐标分别到其余未知节点坐标的距离，得到k‑1个距离值并求它们的和，如此得到k个和值，将k个和值由小到大排序，保留前五个和值，求前五个和值对应未知节点坐标的横坐标平均值、纵坐标平均值，作为优化后未知节点P的坐标。