一种用于无线传感器网络的定位方法

摘要

本发明公开一种用于无线传感器网络的定位方法，该方法包括：信标节点和未知节点随机均匀分布在区域中，所有节点获得各信标节点的位置以及到各信标节点的跳数后，未知节点选择最近的信标节点为参考节点；根据参考节点的邻居节点到某信标节点的跳数信息，以及未知节点的邻居节点到该信标节点的跳数信息，计算出信标节点到未知节点所在区域的平均距离；使用二分迭代法计算出信标节点到未知节点的距离。获得未知节点到三个以上信标节点的距离后就能确定未知节点的位置。本发明充分利用节点的邻居节点的跳数信息，建立信标节点到未知节点的距离与信标节点到未知节点所在区域的平均距离之间的关系；在不增加硬件设备的情况下，极大地提高了定位精度。

主权项

一种用于无线传感器网络的定位方法，其特征在于：信标节点和未知节点随机均匀分布在区域中，所有节点可知各信标节点的位置以及到各信标节点的跳数；记未知节点为u，未知节点u选择离自己最近的信标节点作为参考节点，该参考节点记为j，任意选择除j之外的一个信标节点，记为i，根据参考节点j的邻居节点到信标节点i的跳数的不同，参考节点j的邻居节点分为三类：n 1跳节点，n跳节点，n+1跳节点，其中n是参考节点j到信标节点i的跳数；这三类节点又将参考节点j的通信范围分为三个区域：n 1跳区域，n跳区域，n+1跳区域，三个区域的面积与这三类节点的个数成正比；根据未知节点u的邻居节点到信标节点i的跳数的不同，未知节点u的邻居节点也分为三类：h 1跳节点，h跳节点，h+1跳节点，其中h是未知节点u到信标节点i的跳数；这三类节点又将未知节点u的通信范围分为三个区域：h 1跳区域，h跳区域，h+1跳区域，三个区域的面积与这三类节点的个数成正比；由两圆相交区域的面积计算公式以及n 1跳区域面积、n跳区域面积、n+1跳区域面积计算出n 1跳区域、n跳区域和n+1跳区域间的边界；通过分析信标节点i到n跳区域的距离的概率密度函数计算出信标节点i到n跳区域的平均距离；然后由n 1跳区域，n跳区域，n+1跳区域之间的边界值计算出平均每跳距离，进而由平均每跳距离、n值、h值以及信标节点i到n跳区域的平均距离计算出信标节点i到h跳区域的平均距离；以信标节点i到h跳区域的平均距离作为初始值，使用二分法迭代计算出信标节点i到未知节点u的精确距离；使用上述步骤求得未知节点u到其他信标节点的距离，当求得未知节点u到三个或三个以上信标节点的距离之后，通过解超定方程就可以计算出未知节点u的位置。