一种无线传感器网络的混合定位方法技术

一种无线传感器网络的混合定位方法属于无线网络信息技术领域。该方法包括两个阶段：分布式阶段和集中式阶段。在分布式阶段相邻传感器节点互换与公有相邻传感器节点间的测距信息，而后传感器节点基于测距信息依次判断是否位于由相邻传感器节点构成的三角形中并计算相应的重心坐标；在集中式阶段，传感器节点将计算出的重心坐标、锚节点将已知的位置信息通过多跳路由传输到汇聚节点，汇聚节点根据接收到的信息估计未知传感器节点的位置信息，保持锚节点的位置不变并使无线传感器网络满足由重心坐标揭示的相对结构，最后汇聚节点将估计出的位置信息通过多跳路由传输给相应的传感器节点。该方法极大提高了传感器节点的定位精度。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
１．一种无线传感器网络的混合定位方法，其特征在于，包括分布式阶段和集中式阶段两个阶段：ａ１分布式阶段分布式阶段包括以下具体步骤：ａ１．１传感器节点ｉ向所有相邻传感器节点发送自己的邻居节点集Ｎｉ；ａ１．２传感器节点ｉ根据接收到的集合Ｎｊ，ｊ∈Ｎｉ，确定与相邻传感器节点ｊ间的公有相邻节点集Ｃｉｊ＝｛ｋ｜ｋ∈Ｎｉ∧ｋ∈Ｎｊ｝；ａ１．３传感器节点ｉ向相邻传感器节点ｊ　ｊ∈Ｎｉ发送传感器节点ｉ与公有相邻节点集Ｃｉｊ中传感器节点的测距集｛ｐｉｋ｜ｋ∈Ｃｉｊ｝，其中传感器节点ｉ到传感器节点ｋ的测距ｐｉｋ为传感器节点ｉ计算出的到传感器节点ｋ的距离；ａ１．４传感器节点ｉ穷举由相邻节点构成的三角形，并判断是否位于这些三角形中；ａ１．５设置传感器节点ｉ与传感器节点ｊ　ｊ∈Ｎｉ间的重心系数ａｉｊ＝０，如果传感器节点ｉ位于由相邻节点ｊ，ｋ，ｌ构成的三角形内，则计算相应的重心坐标ｂｉｊ，ｂｉｋ，ｂｉｌ，并更新ａ′ｉｊ＝ａｉｊ＋ｂｉｊ，ａ′ｉｋ＝ａｉｋ＋ｂｉｋ，ａ′ｉｌ＝ａｉｌ＋ｂｉｌ，ａｉｊ＝ａ′ｉｊ，ａｉｋ＝ａ′ｉｋ，ａｉｌ＝ａ′ｉｌ；计算完传感器节点ｉ所在的所有由相邻节点构成的三角形的重心坐标并累加；当传感器节点ｉ位于由其相邻传感器节点构成的三角形内，则相应的重心坐标存在且唯一；如传感器节点ｉ位于由相邻传感器节点ｊ，ｋ，ｌ构成的三角形内，则相应的重心坐标ｂｉｊ，ｂｉｋ，ｂｉｌ存在且唯一，同时传感器节点ｉ又位于由其相邻节点ｈ，ｕ，ｖ构成的三角形内，则相应的重心坐标ｂｉｈ，ｂｉｕ，ｂｉｖ存在且唯一，其中，Ｔｒ｛ｉ｝＼｛ｊ｝表示由节点｛ｊ，ｋ，ｌ｝＋｛ｉ｝－｛ｊ｝构成的三角形，Ａ（Ｔｒｊｋｌ）表示传感器节点ｊ，ｋ，ｌ构成的三角形Ｔｒｊｋｌ的面积；ａ２集中式阶段集中式阶段包括以下具体步骤：ａ２．１锚节点将已知的位置信息通过多跳路由传输给汇聚节点，当ａｉｊ≠０传感器节点ｉ将重心系数通过多跳路由传输给汇聚节点，所有不能被相邻传感器节点构成的三角形包围的传感器节点将它与相邻节点的测距集通过多跳路由传输给汇聚节点；ａ２．２汇聚节点优化如下目标函数，估计未知传感器节点的位置；将目标函数近似为一系列二次规划问题；通过对这一系列二次规划问题的优化，求得目标函数的最优解，具体步骤为ａ２．２．１到ａ２．２．５；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＊（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ａｒｇ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆Ｅｌｅｍｅｎｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｉ）Ｑ（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ａｒｇ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｍｉｎ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆Ｅｌｅｍｅｎｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｘ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｎ（／ｍｉ）?（／ｍｕｎｄｅｒｏｖｅｒ）?（ｍｓｕｐ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆Ｅｌｅｍｅｎｔ；（／ｍｏ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｎ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ａ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｉｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）ｘ（／ｍｉ）?（ｍｉ）ｊ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（ｍｏ）｜（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｓｕｐ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｉ）ｉ（／ｍｉ）?（ｍｏ）＆Ｅｌｅｍｅｎｔ；（／ｍｏ）?（ｍｉ）Ｕ（／ｍｉ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｕｎｄｅｒ）?（ｍｉ）＆Ｓｉｇｍａ；（／ｍｉ）?...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯翠琴，侯义斌，黄樟钦，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11