[发明专利]WSNs中基于能量高效的单移动信标节点辅助定位方法

摘要

本发明涉及一种WSNs中基于能量高效的单移动信标节点辅助定位方法，WSNs模型包括多个随机部署的静态未知节点和一个单移动信标节点，其主要步骤包括：单移动信标节点通信半径的确定；网络分辨率的确定；单移动信标节点广播位置信息包的位置的部署；单移动信标节点的路径规划；单移动信标节点在移动的过程中周期性地广播位置信息包，位置信息包的内容包括此时移动信标节点的坐标信息和信标；静态未知节点不断监听并接收位置信息包，并采用三边测量法计算自身的位置坐标来完成定位。本发明在定位精度高的基础上减少单移动信标节点的能量消耗。此外，本发明还涉及到一种障碍存在时的单移动信标节点路径规划方法及此时广播信息包位置的部署方法。

主权项

1.一种WSNs中基于能量高效的单移动信标节点辅助定位方法，WSNs模型包括多个随机部署的静态未知节点和一个单移动信标节点，其特征在于：其步骤包括：(1)单移动信标配备有GPS定位装置，确定单移动信标节点通信半径R，移动速度v；(2)根据通信半径R确定网络分辨率r，网络分辨率即通信间隔距离；(3)根据网络分辨率r，部署单移动信标节点广播位置信息包的位置；(4)根据广播位置信息包的位置对单移动信标节点进行路径规划；(5)单移动信标节点根据所规划的路径行进，在移动的过程中周期性地广播位置信息包，位置信息包包括此时移动单信标节点的坐标信息和信标ID；(6)随机分布在WSNs中的静止的未知节点不断监听并接收位置信息包，当能够收到的三个不共线的信标的位置信息能够形成正三角形，且未知节点位于正三角形内，则采用三边测量法计算自身的位置坐标来完成定位；(7)当单移动信标节点所在的WSNs中存在障碍，单移动信标节点配备有摄像头以及超声波检测装置，能够识别并计算与障碍之间的距离，采取避障措施在避开障碍的同时，也能够给周围未知节点广播位置信息包；当存在障碍时，若广播信息包的位置能够形成正三角形，且未知节点位于正三角形内，则采用正三角形三边测量法计算自身的位置坐标来完成定位，否则采用普通三角形三边测量法完成定位；避障措施是指：当单移动信标节点一旦识别到障碍存在并且能够监测到障碍边界时，采取判别算法计算出较为靠近的边界，向边界点移动后绕障碍行进，当到达下一边界点时，计算离该点最近的原路径上的广播位置点，并向其移动；在避障过程中，单移动信标节点除了在每个拐点处广播位置信息包的同时，也每隔时间向周围节点广播位置信息包；若障碍过大，单移动信标节点不能识别出障碍的任一边界，移动信标节点则继续前进，靠近障碍后在每个拐角处始终右拐行进，直到回到正常的行驶路径，在避障过程中，单移动信标节点除了在每个拐点处广播位置信息包的同时，也每隔时间向周围节点广播位置信息包。