一种轻量级的无线传感器网络多跳定位方法技术

本发明专利技术公开了一种轻量级的无线传感器网络多跳定位方法，包括以下步骤：一、所有待定位节点获取自身定位参考信息；二、待定位节点建立自身多跳定位的加权约束模型；三、待定位节点确定自身坐标所在的可行区域；四、待定位节点通过网格划分的方式获取自身坐标的样本；五、待定位节点从样本中搜索自身坐标的近似最优解；六、待定位节点求精自身的估计坐标。本发明专利技术通过求解约束方环交集的方法确定待定位节点坐标的可行区域，减小了节点坐标估计的约束范围；利用轻量级的网格扫描方法得到节点坐标的全局近似最优解，在降低计算量的同时，提高了定位精度和网络拓扑自适应能力。它在无线传感器网络定位技术领域里具有实用价值和广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种轻量级的无线传感器网络多跳定位方法，其特征在于：通过求解约束方环交集确定待定位节点坐标的可行区域，并利用网格扫描的方法获得目标函数的近似最优值，从而实现定位，所述方法通过以下步骤来实现：步骤一、无线传感器网络中所有待定位节点获取自身定位参考信息；所述定位参考信息包括信标节点坐标、待定位节点到信标节点的估计距离、待定位节点局部密度、多跳距离局部密度和多跳距离跳数；所述待定位节点指自身坐标未知，需要进行自定位的节点；所述信标节点指自身坐标已知，能够辅助待定位节点实现定位的节点成立，其中ＴＴＬ为信标节点位置信息数据帧的生命周期；如果成立，Ｎ↓［ｐ］将Ｆｒａｍｅ′↓［ｉ］广播给邻居节点；如果不成立，Ｎ↓［ｐ］不广播Ｆｒａｍｅ′↓［ｉ］给邻居节点；②当节点Ｎ↓［ｐ］收到过Ｎ↓［ｉ］的位置信息数据帧Ｆｒａｍｅ↓［ｉ］时，判断新收到的Ｆｒａｍｅ↓［ｉ］中的ｄ↓［ｉ］加上ｄ↓［ｐｑ］后是否小于节点自身已保存的Ｆｒａｍｅ↓［ｉ］中的ｄ↓［ｉ］；如果小于，则按照式（２）更新节点自身保存的Ｎ↓［ｉ］的位置信息数据帧Ｆｒａｍｅ↓［ｉ］为Ｆｒａｍｅ′↓［ｉ］，并将Ｆｒａｍｅ′↓［ｉ］广播给整邻居节点；否则，不更新自身已保存的Ｎ↓［ｉ］的位置信息数据帧Ｆｒａｍｅ↓［ｉ］；当无线传感器网络中不再有信息交互时，待定位节点Ｎ↓［ａ］可以获得自身的定位参考信息ＲＥＦ↓［ｉ］＝｛Ｘ↓［ｉ］，ｄ↓［ａｉ］，Ｄ↓［ａ］，Ｓ↓［ａｉ］，Ｈ↓［ａｉ］｝（ｉ＝１，２，…，ｍ）；其中，Ｎ↓［ａ］记录的自身到自身ＴＴＬ范围内信标节点Ｎ↓［ｉ］的位置信息数据帧Ｆｒａｍｅ↓［ｉ］中的ｄ↓［ｉ］、Ｈ↓［ｉ］和＊↓［ｉ］即为参考信息ＲＥＦ↓［ｉ］中的ｄａ↓［ｉ］、Ｈａ↓［ｉ］和Ｓ↓［ａｉ］；步骤二、待定位节点建立自身多跳定位的加权约束模型；待定位节点Ｎ↓［ａ］根据自身获得的定位参考信息ＲＥＦ↓［ｉ］＝｛Ｘ↓［ｉ］，ｄ↓［ａｉ］，Ｄ↓［ａ］，Ｓ↓［ａｉ］，Ｈ↓［ａｉ］｝（ｉ＝１，２，…，ｍ），建立自身多跳定位的加权约束模型：＊↓［ａ］＝ａｒｇ＊＊ｗ↓［ａｉ］（｜｜Ｘ↓［ａ］－Ｘ↓［ｉ］｜｜↓［２］－ｄ↓［ａｉ］）↑［２］（３）ｓｕｂｊｅｃｔｔｏＸ↓［ａ］∈ＦＲ↓［ａ］其中，Ｘ↓［ａ］为待定位节点Ｎ↓［ａ］的实际坐标，＊↓［ａ］为Ｎ↓［ａ］的估计坐标，Ｘ↓［ｉ］为Ｎ↓［ａ］多跳通讯范围内的信标节点Ｎ↓［ｉ］（ｉ＝１，２，…，ｍ）的坐标，其中α，ｉ为节点的ＩＤ，均为自然数...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于宁，万江文，郭晓雷，吴银锋，冯仁剑，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]