专利名称：一种无线传感器网络节点自定位方法
技术领域：
本发明涉及一种无线传感器网络节点自定位方法，适用于具有自组织特性的传感器网络系统。
背景技术：
无线传感器网络具有隐蔽性强、可快速部署、可自组织、成本低、能在恶劣和特殊环境下工作等优点，目前，我方对无线传感器网络的研究还处于起步阶段，仍存在一些关键技术问题亟需解决。大规模无线传感器网络通常都是通过飞行器撒播、火箭弹射等方式任意地散布在被监测区域内，节点的位置信息具有很大的不确定性。而对于没有确定位置信息的节点，其采集到的数据信 息几乎是没有什么应用价值的。因此在无线传感器网络的各类应用中，节点的位置信息对网络本身的监测活动非常重要，能够确定事件发生的地点或者发布信息的节点位置都是无线传感器网络的基本功能之一，对传感器网络的实用性和有效性起着关键性作用。比如在重要目标或敏感目标的综合安全防护中，需要以传感器节点位置信息为基础，确定发生异常的具体位置，以及入侵的告警等级；在目标跟踪中，传感器节点感知到移动目标的速度，需要结合自己的位置信息，才能监视目标的运动路线，并预测目标运动轨迹，对目标的精确打击和战场态势监视具有不可估量的意义。大规模无线传感器网络定位一般采用非测距定位方法，而网络拓扑结构对非测距定位算法带来很多不确定性因素。对于规则网络，现有的算法能很好的实现节点定位，但实际由于地形、环境以及布置方式等其它客观因素的影响，不规则网络普遍存在，导致许多定位算法不能满足要求。由于在不规则网络中存在“节点空洞”和“盲区”，即在某一区域内存在路由空洞，导致该区域内节点之间的多跳路由矢量形成一条弧形路由，弧形路由带来的直接影响就是导致节点间的估计距离要远大于其真实值。传统的路由矢量计算节点间距离方法很难适应这种拓扑结构，必须要进行改进。
发明内容
发明目的:本发明针对传统非测距定位过程中基于跳数信息换算得到的距离，容易受到网络拓扑结构影响，尤其是在不规则网络中误差更为明显这一问题，提出了一种新的定位方法，技术方案:本发明所采用的技术方案如下:一种无线传感器网络的节点自定位方法，包含以下步骤:I)采用距离矢量交换协议，泛洪广播至网络，使得所有节点获取到所有锚节点的跳段数目；2)根据网络规模以及锚节点的分布，适当对锚节点进行聚类，形成若干个子区域。在各个子区域内，根据锚节点之间的跳段距离信息，利用网络拓扑结构判定因子δ对当前子网络拓扑结构进行判定；3)当判定因子δ >2，对每个未知节点到锚节点的跳数进行升序排序，然后选取所有跳数对应的锚节点的集合，记作{set:Hop，Num, ID}，并将该集合内的Hop项初始化为IminhopJ集合，其中Hop代表按升序排序的跳数，Num代表当前跳数下对应的锚节点数目，ID代表当前跳数下的锚节点编号；4)对集合{Set:Hop，Num, ID}内元素逐个进行筛选，找出符合晋升条件的节点以及对其进行定位的参考锚节点。5)对于满足判定条件的节点将其晋升；6)重新遍历所有节点，执行晋升策略，直至所有未知节点完成定位。
所述的网络拓扑结构判定因子
权利要求
1.一种无线传感器网络的节点自定位方法，其特征在于，包含以下步骤: 1)采用距离矢量交换协议，泛洪广播至网络，使得所有节点获取到所有锚节点的跳段数目； 2)根据网络规模以及锚节点的分布，适当对锚节点进行聚类，形成若干个子区域，在各个子区域内，根据锚节点之间的跳段距离信息，利用网络拓扑结构判定因子δ对当前子网络拓扑结构进行判定； 3)当判定因子S>2，对每个未知节点到锚节点的跳数进行升序排序，然后选取所有跳数对应的锚节点的集合，记作{set:Hop, Num, ID},并将该集合内的Hop项初始化为{minh()ps}集合，其中Hop代表按升序排序的跳数，Num代表当前跳数下对应的锚节点数目，ID代表当前跳数下的锚节点编号； 4)对集合{set:Hop,Num, ID}内元素逐个进行筛选,找出符合晋升条件的节点以及对其进行定位的参考锚节点。
5)对于满足判定条件的节点将其晋升； 6)重新遍历所有节点，执行晋升策略，直至所有未知节点完成定位。
2.根据权利要求1所述的自定位方法，其特征在于:所述的网络拓扑结构判定因子
3.根据权利要求1所述的自定位方法，其特征在于:步骤4中元素筛选步骤如下: 1)set集合内选取一个阈值Numth作为判定条件； 2)将与之对应的Hop项作为IminhtjpJ集合进行更新； 3)对该集合下每个ID的锚节点进行距离差最小二乘判定，即计算是否满足
全文摘要
本发明涉及一种无线传感器网络的节点自定位方法，包含以下步骤采用距离矢量交换协议，泛洪广播至网络，使得所有节点获取到所有锚节点的跳段数目；对锚节点进行聚类，形成若干个子区域。根据锚节点之间的跳段距离信息，利用网络拓扑结构判定因子对当前子网络拓扑结构进行判定；对集合内元素逐个进行筛选，找出符合晋升条件的节点以及对其进行定位的参考锚节点。对于满足判定条件的节点将其晋升；重新遍历所有节点，执行晋升策略，直至所有未知节点完成定位。本发明与现有技术相比，在DV-distance算法基础上添加节点晋升策略，减小了不均匀网络中节点之间路由矢量的距离累积误差，提高了整体定位精度。
文档编号H04W40/20GK103220746SQ20131009939
公开日2013年7月24日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者贲伟, 吴振锋, 蒋飞, 刘兴川 申请人:中国电子科技集团公司第二十八研究所