[发明专利]基于APIT的无线传感器网络节点定位方法

摘要

本发明公开一种基于APIT的无线传感器网络节点定位方法，包括：(10)锚节点位置信息收发：锚节点发送其位置信息，未知节点接收锚节点位置信息；(20)节点间距获取：根据信号强度，计算未知节点与锚节点的距离；(30)未知节点估计坐标计算：根据与锚节点的距离，计算未知节点的估计坐标；(40)未知节点位置筛选：根据估计坐标，采用改进的APIT算法，筛选包含未知节点的三角形区域；(50)质心多边形选定：将整个无线传感器网络划分成多个网格区域，将网格区域值最高的多边形网格区域选定为质心多边形；(60)未知节点真实坐标确定：根据质心多边形得到未知节点的真实坐标。本发明的节点定位方法，精度准、效率高、成本低。

主权项

1.一种基于APIT的无线传感器网络节点定位方法，其特征在于，包括如下步骤：(10)锚节点位置信息收发：在传感器网络中四个边角各放置一个锚节点，其余锚节点和未知节点随机分布，锚节点向周围发送其位置信息，未知节点接收锚节点位置信息；(20)节点间距获取：根据未知节点接收到的锚节点位置信息的信号强度，计算未知节点与锚节点的距离；(30)未知节点估计坐标计算：根据未知节点与锚节点的距离，计算未知节点的估计坐标；(40)未知节点位置筛选：根据未知节点的估计坐标，采用改进的APIT算法，筛选包含未知节点的三角形区域；(50)质心多边形选定：将整个无线传感器网络划分成多个网格区域，根据未知节点与三角形内区域的对应关系，确定各网格区域值，将网格区域值最高的多边形网格区域选定为质心多边形；(60)未知节点真实坐标确定：将根据质心多边形的质心位置，得到未知节点的真实坐标；所述(20)节点间距获取步骤具体为，按下式计算未知节点与锚节点的距离d：式中，Pl(d)为未知节点接收到的锚节点位置信息的信号强度，Pl(d₀)为参考距离d₀处的信号强度，n为路径衰减指数，m是均值为0、方差为δ_m²的高斯噪声，用来表示测量误差；所述(30)未知节点估计坐标计算步骤具体为，按下式计算未知节点的估计坐标(x_l,y_l)：其中，(x_a,y_a)、(x_b,y_b)、(x_c,y_c)为在未知节点通讯范围内选取的距离d最小的三个锚节点的坐标，它们与未知节点的距离分别为d_a,d_b,d_c，即，所述(40)未知节点位置筛选步骤具体为：任选三角形ABC的一条边AC，连接未知节点N与顶点B，将NB与AC做向量积，再将AB与AC做向量积，根据“右手定则”，确定向量积的方向，当两个向量积方向相同时，则判定未知节点N与顶点B在同一侧；同理，将未知节点N与CB、BA做相同的判定，如果未知节点在AC、CB和CA三条边的同一侧，则判定未知节点N在三角形ABC内部，得到包含未知节点N的三角形区域；所述(50)质心多边形选定步骤具体为：将整个无线传感器网络划分成边长为定值的多个网格区域，每个网格区域的初始值为0；当未知节点N在三角形内时，该三角形对应的网格区域值加1，当未知节点在三角形外时，该三角形对应的网格区域值减1；将网格区域值最高的多边形网格区域选定为质心多边形；所述(60)未知节点真实坐标确定步骤具体为：将质心多边形顶点所在的网格中心坐标记为该质心多边形的顶点坐标(x_i,y_i)，k为多边形的顶点数，以如下公式计算质心多边形的质心坐标(x,y)，并将其作为未知节点N的真实坐标。