一种无线传感器网络的混合定位方法

摘要

本发明涉及无线传感器网络节点的定位技术，具体说是一种新型无线传感器网络混合定位方法。本发明针对无线传感器网络中基于测距的RSSI定位方法和基于非测距的DV-Hop定位算法的优缺点，提出了利用基于测距的RSSI技术获得的节点间的信号强度来修正节点间的跳数，从而提高网络节点的定位精度。本发明综合RSSI技术和DV-Hop定位算法，进行了测距与非测距技术的混合定位，在不增加额外成本的基础上，有效地提高了节点的定位精度。

主权项

一种无线传感器网络的混合定位方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一:基于最大独立集配置锚节点坐标(1)初始状态下，网络中所有节点的color属性为白色；首先，任意选定一个节点，作为初始关键节点，将其color属性设为黑色；(2)找到初始节点的所有邻居节点，将这些邻居节点的color属性设置为灰色；(3)再找到上述灰色节点的所有邻居节点，并将其color属性设置为红色；对于所有红色节点，比较每个节点的出入度，选择度数最大的红色节点作为关键节点，将其color属性设置为黑色；(4)重复以上步骤，直到网络中没有白色结点；经过以上步骤得到的黑色节点即构成了网络的最大独立集；基于最大独立集，再根据最小连通子集选出若干均匀分散的节点作为锚节点；步骤二：广播锚节点信息，建立节点间邻居关系表每个锚节点i产生并广播一个信息包，其中包含以下信息：该锚节点的ID号、坐标、跳数字段，以及到另一节点j的小数跳R_ij；R_ij的计算方法如下：R_ij＝RSSI_loss/ref，此处，RSSI_loss是从节点i到节点j之间的信号强度衰减值，而ref是参考值，以通信半径为距离所对应的RSSI衰减值；同跳数字段一样，信息包在传输过程中，R_ij的值也是逐跳相加的；网络中各个节点收到信息包以后建立各自的邻居关系表；根据锚节点之间的距离和跳数，得出每个锚节点的平均跳距；锚节点m的平均跳距计算方法如下：${\mathrm{Hopsiae}}_m=\frac{\Sigma \sqrt{{(x_m-x_n)}^2+{(y_m-y_n)}^2}}{\Sigma h_n},$锚节点n为除m外的任一锚节点，h_n为锚节点m与锚节点n之间的跳数；步骤三：基于测距修正计算未知节点和锚节点之间的距离对于距锚节点一跳的任一未知节点，它与锚节点之间的距离直接利用两者间的RSSI估算距离替代用平均跳距算出的估计距离；对于距锚节点两跳以上的任一未知节点，利用RSSI测距辅助跳距的修正，从而使锚节点到未知节点的距离更加精确；步骤四：估算未知节点的坐标得到每个锚节点到未知节点的估计距离以后，利用最大似然估计法计算每个未知节点的坐标。