[发明专利]一种无线传感器网络森林定位方法

权利要求书

1.一种森林无线传感器网络定位方法，包括以下步骤：

(1)根据RSSI在不同区域的离散系数将整个定位区域划分成m个定位子区域，并拟合建立每个定位子区域的RSSI路径损耗模型组成整个定位区域的RSSI路径损耗模型R^N；j为定位子区域的序号，j＝1，2，3，...，m；

(2)融合所述RSSI路径损耗模型R^N与整个定位区域的对数路径损耗模型R^D，得到森林路径损耗模型R；

(3)根据所述森林路径损耗模型R，采用分区域三边测量定位方法确定多个无线传感器定位节点；

(4)采用k-means聚类方法对所述多个无线传感器定位节点进行聚类，确定最终无线传感器定位节点；

所述的步骤(1)中的具体步骤为：

(1-1)通过实验测量得到n个离散RSSI数组(RSSI_i，d_i)，RSSI_i为采集的第i个RSSI值，且i＝1，2，3，...，n，d_i为与RSSI_i对应的距离，该距离为采集信号点距信号发射节点之间的长度；

(1-2)采用滑动窗口寻找划分区域节点，实时计算滑动窗口内离散RSSI的离散系数，选取离散系数突变时，滑动窗口内离散RSSI的中值对应的距离为划分区域节点，得到m个定位子区域；

(1-3)对每个定位子区域中的离散RSSI数组拟合得到RSSI随距离变化的RSSI路径损耗模型

(1-4)结合m个RSSI路径损耗模型得到RSSI路径损耗模型R^N：

其中，对于整个定位区域[0，a]，a₁，a₂，…，a_j，…，a_n为划分区域节点。

2.如权利要求1所述的森林无线传感器网络定位方法，其特征在于，所述的整个定位区域的对数路径损耗模型R^D为：

其中，为第j个子区域的对数路径损耗模型，A表示参考点处的接收信号强度，v_j为第j个定位子区域的环境影响因子。

3.如权利要求2所述的森林无线传感器网络定位方法，其特征在于，所述的A与v_j的确定方法为：

将距离发射节点1m处的RSSI值作为A；

属于第j个定位子区域的环境影响因子v_j：

公式(3)中，d₁₂为属于第j个定位子区域中锚节点K₁和K₂之间的距离，A为距离发射节点1m处的RSSI值，为锚节点m₁、m₂处RSSI值的平均值。

4.如权利要求2所述的森林无线传感器网络定位方法，其特征在于，所述的森林路径损耗模型R为：

公式(4)中，α_j和β_j分别表示和的所占比重系数。

5.如权利要求4所述的森林无线传感器网络定位方法，其特征在于，确定比重系数α_j和β_j的方法为：

首先，在第j个子区域内，通过多次实验，采集多组数据(RSSI，d)并计算该多个RSSI值的平均值

然后，根据采集的多组数据(RSSI，d)，利用上述方法确定模型与

最后，建立公式(5)，并以f(α_j，β_j)最小为目标求解公式(5)，进而确定α_j，β_j，

6.如权利要求1所述的森林无线传感器网络定位方法，其特征在于，本发明方法还包括采用高斯滤波模型对RSSI进行滤波。