无线传感网随机部署下的目标定位方法

摘要

本发明公开了一种无线传感网随机部署下的目标定位方法，具体包括如下步骤：步骤一，构建无线传感器网络；步骤二，参考数据采集；步骤三，实时检测各条链路的RSSI值；步骤四，选取三条受影响链路；根据选出的三条链路形成的交点的三种不同分布情况，确定目标可能位置区域；步骤五，根据目标在M×N个可能位置点处时三条链路的RSSI估计值和实际测得的三条链路的RSSI值确定目标的位置。本发明的方法无需无线传感网节点的规则部署，能够适应复杂多变的野外环境，通过无线传感网络随机部署情况下对大规模场景区域中的目标进行检测定位，省时省力，定位结果准确，具有较好的应用前景。

主权项

1.一种无线传感网随机部署下的被动式目标定位方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 步骤一，构建无线传感器网络： 在监测区域的内外边界处以及监测区域内部随机部署传感器节点，得到无线传感器网络； 步骤二，参考数据采集： 测定无线传感器网络中各条链路的RSSI值，得到无目标影响下每条链路的RSSI值,分别记为其中k表示链路的编号；步骤三，实时检测： 实时检测各条链路的RSSI值，当第k条链路在t时刻的RSSI值与之间的变化量满足ΔG_k≥2dB时，即认为该条链路受目标影响，将此时的RSSI值记为即步骤四，确定目标可能位置区域： （1）选取三条受影响链路： 若恰好只有三条链路受到影响，则选择这三条链路；若受影响的链路总数大于3，则在受到影响的所有链路中选择三条链路； （2）根据选出的三条链路形成的交点的三种不同分布情况，确定目标可能位置区域。 A)：三条链路交于一个交点，则以该交点为圆心，以目标影响范围r为半径形成的圆作为目标可能位置区域； B)：三条链路相交形成距离不大于2r的两个交点，则以该两交点连线的中点为圆心，以影响范围r为半径形成的圆作为目标的可能位置区域； C)：三条链路形成三个交点的情况分为以下两种： 1）三个交点所形成的三角形存在至少一条长度不大于2r的边，则以长度不大于2r的边中任一边的中点为圆心，以影响范围r为半径形成的圆作为目标可能位置区域； 2）三个交点所形成的三角形的任意边的边长均大于2r，则分别以该三角形的三个顶点为圆心，以影响范围r的两倍为半径形成三个圆；将该三个圆中与三角形的每条边均有交点的圆作为目标可能位置区域； 确定的目标可能位置区域均为圆形区域，将该圆形区域的外接正方形区域作为最终的目标可能位置区域； 步骤五，目标定位： 将最终的目标可能位置区域均匀划分为M×N个格子，取每个格子的中心为1个可能的位置点，共得到M×N个可能位置点，将它们的位置分别记为：l_1,1，l_1,2，…，l_i,j，…l_M,N； 对M×N个可能位置点，每个点按下式对选中的三条链路a、b、c分别计算RSSI估计值： 式中，k表示步骤四选出的三条链路的编号，k∈(a,b,c)；表示目标在第（i，j）个位置点，即l_i,j处时，第k条链路的RSSI估计值；G_噪表示噪声或电量引起的波动，取-2～2dB；C(x),S(x)表示菲涅尔积分，其中，λ为电磁波波长，对使用2.4GHz波段的节点而言，λ＝0.125m；d₁、d₂分别表示目标可能位置点l_i,j在链路上的投影点距链路发送节点和接收节点的距离；目标可能位置点l_i,j距 链路的垂直距离为D；以第k条链路中点为坐标原点，发送节点指向接收节点的方向为Y轴，链路中垂线所在直线为X轴，其中Y轴正半轴绕坐标原点逆时针旋转90度方向为X轴的正半轴，建立直角坐标系，当目标可能位置点l_i,j在X≥0区域时，d=D；当目标可能位置点l_i,j在X＜0区域时，d=-D。h₁＝(d+w/2)，h₂＝（d-w/2）；其中，w为目标的宽度；利用上述公式计算得到目标分别在M×N个可能位置点时，选中的三条链路的RSSI估算值： 表示目标在l_i,j处时第k条链路的RSSI估算值，k∈(a,b,c)表示选中的三条链路的编号。根据计算得到的目标在M×N个可能位置点处时三条链路的RSSI估计值和实际测得的三条链路的RSSI值确定目标的位置。