一种无线传感器网络节点定位方法及装置

摘要

本发明公开了一种无线传感器网络定位方法，所述方法包括：A：在预设区域内随机产生一个坐标，将该坐标作为该区域内所有未知节点的初始估计坐标，并将初始估计坐标形成一个矩阵作为初始解；B：将初始解作为旧解，根据目标函数生成旧解对应的旧目标函数值；C：根据旧解生成一个新解，并生成新解对应的新目标函数值；D：比较新目标函数值是否比旧目标函数值小，如果是，则将新解作为旧解，并将该新目标函数值作为旧目标函数值；E：判断本次循环是否符合第一预设条件，如果是，则返回C；如果否，则结束循环，并将D中目标函数值较小的解作为当前局部最优解，根据当前局部最优解确定未知节点的坐标，以实现无线传感器网络定位。

主权项

一种无线传感器网络定位方法，其特征在于，所述方法包括：步骤A：在预设区域内随机产生一个坐标，将该坐标作为该区域内所有未知节点的初始估计坐标，将所述所有未知节点的初始估计坐标形成一个矩阵作为初始解；步骤B：将所述初始解作为旧解，根据目标函数生成旧解对应的旧目标函数值；步骤C：根据所述旧解生成一个新解，并根据目标函数生成所述新解对应的新目标函数值；步骤D：比较新目标函数值是否比旧目标函数值小，如果是，则将所述新解作为旧解，并将该新目标函数值作为旧目标函数值；步骤E：判断本次循环是否符合第一预设条件，如果是，则返回步骤C；如果否，则结束循环，并将步骤D中目标函数值较小的解作为当前局部最优解，根据当前局部最优解确定所述区域内未知节点的坐标，以实现无线传感器网络定位；所述区域共有n个节点，其中m个锚节点，n‑m个未知节点，所述目标函数由CF表示，$CF=\underset{i=m+1}{\overset{n}{\Sigma }}\underset{j\in M_i}{\Sigma }{({\tilde{d}}_{ij}-{\bar{d}}_{ij})}^2,$${\bar{d}}_{ij}=\sqrt{{({\bar{x}}_i-{\bar{x}}_j)}^2+{({\bar{y}}_i-{\bar{y}}_j)}^2},$其中，M_i为未知节点i的邻居节点组合，为邻居节点i和j之间的实际距离，所述邻居节点之间的实际距离具体由如下步骤获得：获取邻居节点i和j之间的接近度，所述接近度是指邻居节点i和j之间的接近程度；根据邻居节点i和j之间的接近度与标准距离获得邻居节点i和j之间的估计距离，将所述估计距离作为邻居节点i和j之间的实际距离所述标准距离是指接近度为1的实际距离；所述为根据邻居节点i和j的估计坐标计算的邻居节点i和j之间的估计距离，和分别表示邻居节点i和j的估计坐标，所述邻居节点i和j的估计坐标为旧解中邻居节点i和j的坐标，如果邻居节点是锚节点，则其估计坐标为实际坐标；所述根据所述旧解生成一个新解具体为：$\begin{array}{c}{\bar{U}}^{new}=inv\left(N1\right(n-m,n-m)+N2(n-m,n-m\left)\right).\\ \left[\right(D1\left(n-m,n-m\right)+D2\left(n-m,n-m\right)·{\bar{U}}^{old}+\left(NA\left(n-m,m\right)-D3\left(n-m,m\right)\right)·A],\end{array}$其中，和分别表示未知节点在新、旧解中的估计坐标矩阵；矩阵A表示所述区域内所有锚节点的坐标；NA(n‑m,m)矩阵表示未知节点和锚节点之间的真实邻居关系，如果未知节点i和锚节点s是邻居节点，则对应的na_is值为1，否则为0；其余参数矩阵N1(n‑m,n‑m)、N2(n‑m,n‑m)、D1(n‑m,n‑m)、D2(n‑m,n‑m)和D3(n‑m,m)的计算方法如下：$N1(n-m,n-m)=\left\{\begin{array}{cc}\underset{j=m+1}{\overset{n}{\Sigma }}{\mathrm{nu}}_{ij}& i=j\\ -{\mathrm{nu}}_{ij}& i\ne j\end{array}\right.,N2(n-m,n-m)=\{\begin{array}{cc}\underset{s=1}{\overset{m}{\Sigma }}{\mathrm{na}}_{is}& i=j\\ 0& i\ne j\end{array},$其中，nu_ij是指未知节点i与未知节点j之间的邻居关系；是指邻居节点i和j之间的实际距离，是指根据当前未知节点i的估计坐标和未知节点j估计坐标计算的估计距离；是指未知节点i和锚节点s之间的实际距离，是指根据当前未知节点i的估计坐标和锚节点s估计坐标计算的估计距离。