一种三维空间无线传感器网络非测距定位系统和方法

摘要

一种三维空间无线传感器网络非测距定位系统和方法，包括传感器节点和锚节点，传感器节点设置有微处理器，微处理器通过总线及数据线分别与Zigbee射频通信模块、存储器、电源模块、传感器采集模块相连接，微处理器带有与其相连接串口扩展、时钟电路、复位电路；锚节点设置有微处理器及与其相连接的GPS定位装置、GPS天线、存储器、电源。本方法经传感器节点接收来自锚节点的信标信息进行三维空间无线传感器网络非测距定位，无线传感器节点之间不需要任何的信息交换，减少了通信开销；不需要测量节点间的距离信息，无需增加额外的测距设备，降低了成本；采用的算法简单有效，减少了计算量，易于实现。

主权项

一种三维空间无线传感器网络非测距定位方法，步骤如下：①、在特定区域布置传感器节点，可随机布放，事先不必知道传感器的地理位置信息；②、部署完毕后，锚节点处于接收状态，用于检测来自传感器节点的定位请求信息，传感器节点处于休眠状态；③、待定位传感器节点发出定位请求信息；④、锚节点广播信标信息，包括锚节点的ID、位置(X，Y，Z)、发射功率级别L以及额外传播范围(RL‑1，RL)；⑤、待定位传感器节点接收信标信息并存储有用信息至信息表；⑥、读取信息表，并进行三维空间独立网格初始化，建立坐标系；步骤⑥具体为：以监听到的所有锚节点所在区域的质心(X0，Y0)作为中心O，以过中心O的纬线为横轴X，以过中心O的经线为纵轴Y，以过O的垂直于XY平面的直线为Z轴，建立空间直角坐标系，此时中心坐标为(X0，Y0，Z0)，然后在{(x，y，z)/|x‑x0|＜2R，|y‑y0|＜2R，|z‑z0|＜2R}范围内进行立体网格划分以及独立网格初始化；⑦、进行立方体网格区域投票，如果一个锚节点判定某个小格子在它的有效覆盖范围内，则就会对该立方体投一票；⑧、如果最大可能定位区域内网格得票大于位置估计判决门限DT，则取该区域的质心作为待定位传感器节点的位置估计，否则，返回步骤③；⑨、取待定位传感器节点的估计位置，定位结束。