專利名稱：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及靜止目標(biāo)定位方法及系統(tǒng)，尤其涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域通常會有大量設(shè)備、原材料、產(chǎn)品等相關(guān)物質(zhì)需要管理和調(diào)度，其中很多物質(zhì)會在一段時(shí)間內(nèi)固定存放。面對大量各類物質(zhì)，如何便捷準(zhǔn)確地檢測每項(xiàng)物質(zhì)的存放位置，將直接決定資產(chǎn)管理效率和水平。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位技術(shù)應(yīng)用于資產(chǎn)管理，可發(fā)揮其低成本、部署靈活方便、便于維護(hù)等諸多優(yōu)勢，已成為當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)定位技術(shù)重要應(yīng)用方向。然而，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下目標(biāo)定位結(jié)果通常會受到多徑效應(yīng)、各種障礙物干擾等復(fù)雜因素影響，使目標(biāo)即使在靜止?fàn)顟B(tài)下其定位位置也總是漂移不定，穩(wěn)定性和可靠性較差，給定位系統(tǒng)準(zhǔn)確可靠地輸出靜止目標(biāo)定位位置帶來難度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法。本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法，包括如下步驟:A.目標(biāo)節(jié)點(diǎn)周期廣播單個(gè) 目標(biāo)消息包；B.目標(biāo)節(jié)點(diǎn)每廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，所有收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收目標(biāo)消息包的信號強(qiáng)度值，將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)；C.判斷定位周期內(nèi)，上位機(jī)是否收滿M個(gè)廣播周期的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包，若是，那么執(zhí)行D步驟，否則執(zhí)行A步驟；指定連續(xù)M個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播周期為一個(gè)定位周期，其中M大于或等于I ;D.上位機(jī)計(jì)算同一個(gè)定位周期內(nèi)每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值；E.上位機(jī)利用同一個(gè)定位周期內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算目標(biāo)定位坐標(biāo)值；F.上位機(jī)判斷已經(jīng)歷定位周期數(shù)是否大于或等于設(shè)定值N，若是，那么執(zhí)行G步驟，否則執(zhí)行A步驟，其中N大于或等于2 ；G.上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，若是，那么執(zhí)行H步驟，否則執(zhí)行A步驟；H.上位機(jī)根據(jù)連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)計(jì)算平均定位坐標(biāo)，并將該平均定位坐標(biāo)作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路自組形成多跳傳輸網(wǎng)絡(luò)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳輸中介類型包括串口線、以太網(wǎng)、WiF1、GPRS或3G。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟H中，上位機(jī)將靜止目標(biāo)定位最終確定位置進(jìn)行顯示和存儲。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在所述步驟H中，當(dāng)上位機(jī)確定出靜止目標(biāo)定位位置后，將該位置作為當(dāng)前目標(biāo)靜止?fàn)顟B(tài)下的定位位置，而不再連續(xù)進(jìn)行定位計(jì)算。本發(fā)明還公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位系統(tǒng)，包括:目標(biāo)節(jié)點(diǎn):用于周期廣播單個(gè)目標(biāo)消息包；傳感節(jié)點(diǎn):用于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)每廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，所有收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收目標(biāo)消息包的信號強(qiáng)度值，將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn):網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接傳感節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)與傳輸中介，它一方面負(fù)責(zé)管理傳感節(jié)點(diǎn)及其組成網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)接收傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包,并經(jīng)傳輸中介將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上位機(jī)；傳輸中介:傳輸中介負(fù)責(zé)將傳感節(jié)點(diǎn)經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，主要起到延長傳輸距離，提供穩(wěn)定可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?；上位機(jī):用于匯集傳感節(jié)點(diǎn)測量信息進(jìn)行目標(biāo)定位計(jì)算，用于在定位周期內(nèi)計(jì)算每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值，上位機(jī)利用同一個(gè)定位周期內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)的平均接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算目標(biāo)定位坐標(biāo)值，上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，若是，那么上位機(jī)根據(jù)連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)計(jì)算平均定位坐標(biāo)，并將該平均定位坐標(biāo)作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)由定位對象安裝或攜帶；所述傳感節(jié)點(diǎn)在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包接收范圍內(nèi)至少部署四個(gè)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述傳感節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路自組形成多跳傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述傳輸中介類型包括串口線、以太網(wǎng)、WiF1、GPRS或3G。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明避免復(fù)雜擾動環(huán)境下靜止目標(biāo)定位位置漂移不定的現(xiàn)象，能為用戶輸出穩(wěn)定可靠的目標(biāo)定位結(jié)果。


圖1是本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法流程圖。圖2是本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位系統(tǒng)一實(shí)施例原理圖。圖3是本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位時(shí)序圖。圖4是本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位的信息處理原理圖。圖5是本發(fā)明的傳感節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不同距離下接收信號強(qiáng)度值測量結(jié)果。圖6是本發(fā)明的不同定位周期目標(biāo)定位位置分布示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法，包括如下步驟:在步驟SI中，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)周期廣播單個(gè)目標(biāo)消息包；在步驟S2中，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)每廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，所有收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收目標(biāo)消息包的信號強(qiáng)度值(接收信號強(qiáng)度值也可簡稱為RSSI)，將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)； 在步驟S3中，判斷在定位周期內(nèi)，上位機(jī)是否收滿M個(gè)廣播周期的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包，若是，那么執(zhí)行S4步驟，否則執(zhí)行SI步驟；指定連續(xù)M個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播周期為一個(gè)定位周期，其中M大于或等于I ;在步驟S4中，上位機(jī)計(jì)算同一個(gè)定位周期內(nèi)每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值；在步驟S5中，上位機(jī)利用同一個(gè)定位周期內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算目標(biāo)定位坐標(biāo)值；在步驟S6中，上位機(jī)判斷已經(jīng)歷定位周期數(shù)是否大于或等于設(shè)定值N，若是，那么執(zhí)行S7步驟，否則執(zhí)行SI步驟，其中N大于或等于2 ;在步驟S7中，上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，若是，那么執(zhí)行S8步驟，否則執(zhí)行SI步驟；在步驟S8中，上位機(jī)根據(jù)連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)計(jì)算平均定位坐標(biāo)，并將該平均定位坐標(biāo)作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果。本發(fā)明還公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位系統(tǒng)，包括:目標(biāo)節(jié)點(diǎn):用于周期廣播單個(gè)目標(biāo)消息包；傳感節(jié)點(diǎn):用于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)每廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，所有收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收目標(biāo)消息包的信號強(qiáng)度值，將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)；網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn):網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接傳感節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)與傳輸中介，它一方面負(fù)責(zé)管理傳感節(jié)點(diǎn)及其組成網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)接收傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包,并經(jīng)傳輸中介將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上位機(jī)；傳輸中介:傳輸中介負(fù)責(zé)將傳感節(jié)點(diǎn)經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，主要起到延長傳輸距離，提供穩(wěn)定可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?；上位機(jī):用于匯集傳感節(jié)點(diǎn)測量信息進(jìn)行目標(biāo)定位計(jì)算，用于在定位周期內(nèi)計(jì)算每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值，上位機(jī)利用同一個(gè)定位周期內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)的平均接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算目標(biāo)定位坐標(biāo)值，上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，若是，那么上位機(jī)根據(jù)連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)計(jì)算平均 定位坐標(biāo)，并將該平均定位坐標(biāo)作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果。所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)由定位對象安裝或攜帶；所述傳感節(jié)點(diǎn)在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包接收范圍內(nèi)至少部署四個(gè)。所述傳感節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路自組形成多跳傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述傳輸中介類型包括串口線、以太網(wǎng)、WiF1、GPRS或3G。本發(fā)明由部署在定位區(qū)域的無線傳感節(jié)點(diǎn)(傳感節(jié)點(diǎn))、安裝在靜止定位對象上的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)、上位機(jī)及其應(yīng)用軟件組成。部署的無線傳感節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路自組形成多跳傳輸網(wǎng)絡(luò)。工作人員把需要管理的相關(guān)物質(zhì)存放在定位區(qū)域，在物質(zhì)上安裝目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)按一定時(shí)間間隔周期廣播單個(gè)消息包。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)每廣播一個(gè)消息包，所有收到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收目標(biāo)消息包的信號強(qiáng)度值，將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播周期內(nèi)，上位機(jī)將接收多個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)包。指定連續(xù)M(M大于或等于I)個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播周期為一個(gè)定位周期，上位機(jī)收到各傳感節(jié)點(diǎn)在連續(xù)M個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播周期發(fā)來的數(shù)據(jù)包，求出一個(gè)定位周期內(nèi)每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)平均接收信號強(qiáng)度值，利用同一個(gè)定位周期內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)平均接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算一次目標(biāo)定位坐標(biāo)值，然后判斷連續(xù)N(N大于或等于2)個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)。若不滿足這一條件，則重復(fù)上述過程開始下一個(gè)定位周期的數(shù)據(jù)包收發(fā)和定位計(jì)算過程，得到新一個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)值后，重復(fù)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)。以此類推，直到某個(gè)定位周期過后發(fā)現(xiàn)連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置均包含在指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，上位機(jī)程序停止接受數(shù)據(jù)包和定位計(jì)算，求取連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)的平均坐標(biāo)值，并將該平均定位坐標(biāo)值作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果進(jìn)行顯示和存儲。如圖2所示，以物流管理應(yīng)用為例，倉庫內(nèi)實(shí)心圓點(diǎn)表示部署在倉庫四周墻壁的傳感節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路自組織形成傳感器網(wǎng)絡(luò)。假定倉庫內(nèi)靜止放置了若干貨柜，空心圓點(diǎn)表示安裝在貨柜上的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)按照用戶規(guī)定的時(shí)間長度周期廣播單個(gè)目標(biāo)消息包。收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收信號強(qiáng)度值，將記錄有接收信號強(qiáng)度值r傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和串口線、以太網(wǎng)、WiF1、GPRS或3G等傳輸中介傳送到管理中心的上位機(jī)。上位機(jī)運(yùn)行的應(yīng)用層軟件連續(xù)接收和存儲各傳感節(jié)點(diǎn)每個(gè)廣播周期發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并提取數(shù)據(jù)包記錄的接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)。利用傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包記錄的接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，進(jìn)而確定出貨柜在倉庫中的存放位置，以便工作人員對貨柜進(jìn)行有效管理調(diào)度。在本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法中，整個(gè)定位過程由若干定位周期(總定位周期數(shù)大于或等于N)組成， 而每個(gè)定位周期又包含指定個(gè)數(shù)(M)的廣播周期。每個(gè)廣播周期內(nèi)，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，凡是收到該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)立即測量接收信號強(qiáng)度值，并將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)。上位機(jī)接收完該目標(biāo)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前廣播周期內(nèi)各傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，判斷是否已接收完當(dāng)前定位周期包含的M個(gè)廣播周期的數(shù)據(jù)包。若尚未接受完，開始接收當(dāng)前定位周期包含的下一個(gè)廣播周期的數(shù)據(jù)包；若已經(jīng)接受完，為改善傳感節(jié)點(diǎn)接收信號強(qiáng)度值的準(zhǔn)確度，上位機(jī)計(jì)算當(dāng)前定位周期內(nèi)M個(gè)廣播周期所接收的各傳感節(jié)點(diǎn)平均接收信號強(qiáng)度值，并根據(jù)各傳感節(jié)點(diǎn)平均接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)等信息計(jì)算一次目標(biāo)定位坐標(biāo)值。然后，上位機(jī)判斷已經(jīng)經(jīng)歷的定位周期數(shù)是否大于或等于設(shè)定值N。若尚未滿足這一條件，開始下一個(gè)定位周期的定位過程；若已經(jīng)滿足這一條件，上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否都包含在指定半徑的圓形區(qū)域內(nèi)。若這些定位位置不全包含在該圓形區(qū)域內(nèi)，表明目標(biāo)定位結(jié)果并不穩(wěn)定，則繼續(xù)下一個(gè)定位周期的定位過程。若這些定位位置均包含在指定圓形區(qū)域內(nèi)，說明連續(xù)N個(gè)定位周期目標(biāo)定位結(jié)果較為穩(wěn)定，此時(shí)上位機(jī)求取連續(xù)N次定位坐標(biāo)的平均坐標(biāo)作為精致目標(biāo)定位結(jié)果。如圖3所示，圖中直觀表示出廣播周期、定位周期等相關(guān)概念。每個(gè)廣播周期內(nèi)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)均廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)立即將記錄接收信號強(qiáng)度值和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包發(fā)送到上位機(jī)。每個(gè)定位周期內(nèi)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)依次廣播M個(gè)目標(biāo)消息包，上位機(jī)接收完一個(gè)定位周期內(nèi)各傳感節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)包后，計(jì)算各傳感節(jié)點(diǎn)平均接收信號強(qiáng)度值并求解目標(biāo)定位坐標(biāo)，隨后開始第2個(gè)定位周期并重復(fù)上述過程。在經(jīng)歷了 N個(gè)定位周期后，上位機(jī)開始判斷連續(xù)N個(gè)定位位置是否包含在指定半徑的圓形區(qū)域內(nèi)。這里假定前N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置不全包含在指定半徑圓形區(qū)域內(nèi)，則繼續(xù)開始第(N+1)個(gè)定位周期。這里假定當(dāng)上位機(jī)完成第(N+1)次定位計(jì)算后，判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置全包含在指定半徑圓形區(qū)域內(nèi)，則上位機(jī)求連續(xù)N個(gè)定位位置坐標(biāo)的平均坐標(biāo)，將所得平均坐標(biāo)作為確定的靜止目標(biāo)定位坐標(biāo)。如圖4所示，頂端橫軸表示時(shí)間軸，軸上刻度表示目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播周期，每條刻度線下面豎框里的符號表示各傳感節(jié)點(diǎn)在刻度線表示的廣播周期內(nèi)發(fā)送到上位機(jī)的接收信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)。例如，第k(k> I)條刻度線下豎框里的符號表示第k個(gè)廣播周期傳感節(jié)點(diǎn)Si(Xil7i) (i=l,2,-,L)發(fā)送到上位機(jī)的接收信號強(qiáng)度值r/所構(gòu)成的一組接收信號強(qiáng)度數(shù)
據(jù){<、Z Z }。從第一個(gè)廣播周期開始，這里規(guī)定每四個(gè)廣播周期為一個(gè)定位周期，則上位機(jī)在第j(j ^ I)個(gè)定位周期內(nèi)將會收到如下四組接收信號強(qiáng)度數(shù)據(jù):{#、 、r,k、…、rl } , k=l+4 (j_l)，2+4 (j_l)，3+4 (j_l)，4+4 (j_l)基于這些接收信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)，上位機(jī)通過下式計(jì)算傳感節(jié)點(diǎn)Si(i=l，2，…，L)在第j個(gè)定位周期的平均接收信號強(qiáng)度值:
權(quán)利要求
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法，其特征在于，包括如下步驟: A.目標(biāo)節(jié)點(diǎn)周期廣播單個(gè)目標(biāo)消息包； B.目標(biāo)節(jié)點(diǎn)每廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，所有收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收目標(biāo)消息包的信號強(qiáng)度值，將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)信息的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)； C.判斷定位周期內(nèi)，上位機(jī)是否收滿M個(gè)廣播周期的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包，若是，那么執(zhí)行D步驟，否則執(zhí)行A步驟；指定連續(xù)M個(gè)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)廣播周期為一個(gè)定位周期，M大于或等于I ; D.上位機(jī)計(jì)算同一個(gè)定位周期內(nèi)每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值； E.上位機(jī)利用同一個(gè)定位周期內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算目標(biāo)定位坐標(biāo)值； F.上位機(jī)判斷已經(jīng)歷定位周期數(shù)是否大于或等于設(shè)定值N，若是，那么執(zhí)行G步驟，否則執(zhí)行A步驟，其中N大于或等于2 ； G.上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，若是，那么執(zhí)行H步驟，否則執(zhí)行A步驟； H.上位機(jī)根據(jù)連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)計(jì)算平均定位坐標(biāo)，并將該平均定位坐標(biāo)作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法，其特征在于:所述傳感節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路自組形成多跳傳輸網(wǎng)絡(luò)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法，其特征在于:所述傳輸中介類型包括串口線、以太網(wǎng)、WiF1、GPRS或3G。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法，其特征在于:在所述步驟H中，上位機(jī)將靜止目標(biāo)定位最終確定位置進(jìn)行顯示和存儲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法，其特征在于:在所述步驟H中，當(dāng)上位機(jī)確定出靜止目標(biāo)定位位置后，將該位置作為當(dāng)前目標(biāo)靜止?fàn)顟B(tài)下的定位位置，而不再連續(xù)進(jìn)行定位計(jì)算。
6.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括: 目標(biāo)節(jié)點(diǎn):用于周期廣播單個(gè)目標(biāo)消息包； 傳感節(jié)點(diǎn):用于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)每廣播一個(gè)目標(biāo)消息包，所有收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)測量接收目標(biāo)消息包的信號強(qiáng)度值，將記錄有接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包經(jīng)過網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和傳輸中介傳送到上位機(jī)； 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn):網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)連接傳感節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)與傳輸中介，它一方面負(fù)責(zé)管理傳感節(jié)點(diǎn)及其組成網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)接收傳感節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包,并經(jīng)傳輸中介將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上位機(jī)； 傳輸中介:傳輸中介負(fù)責(zé)將傳感節(jié)點(diǎn)經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)包傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，主要起到延長傳輸距離，提供穩(wěn)定可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔茫? 上位機(jī):用于匯集傳感節(jié)點(diǎn)測量信息進(jìn)行目標(biāo)定位計(jì)算，用于在定位周期內(nèi)計(jì)算每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)測得平均接收信號強(qiáng)度值，上位機(jī)利用同一個(gè)定位周期內(nèi)傳感節(jié)點(diǎn)的平均接收信號強(qiáng)度值和傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算目標(biāo)定位坐標(biāo)值，上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置是否位于指定半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)，若是，那么上位機(jī)根據(jù)連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位坐標(biāo)計(jì)算平均定位坐標(biāo)，并將該平均定位坐標(biāo)作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于:所述目標(biāo)節(jié)點(diǎn)由定位對象安裝或攜帶；所述傳感節(jié)點(diǎn)在目標(biāo)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包接收范圍內(nèi)至少部署四個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感節(jié)點(diǎn)通過無線鏈路自組形成 多跳傳輸網(wǎng)絡(luò)，所述傳輸中介類型包括串口線、以太網(wǎng)、WiF1、GPRS 或 3G。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)靜止目標(biāo)定位方法及系統(tǒng)，通過目標(biāo)節(jié)點(diǎn)周期廣播消息包，收到目標(biāo)消息包的傳感節(jié)點(diǎn)將接收信號強(qiáng)度值、傳感節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)等信息發(fā)到上位機(jī)。上位機(jī)計(jì)算一個(gè)定位周期內(nèi)每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)平均接收信號強(qiáng)度值，根據(jù)傳感節(jié)點(diǎn)平均接收信號強(qiáng)度值和節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算目標(biāo)定位坐標(biāo)值。當(dāng)上位機(jī)判斷連續(xù)N個(gè)定位周期的目標(biāo)定位位置包含在指定半徑的圓形區(qū)域內(nèi)時(shí)，上位機(jī)計(jì)算這N個(gè)定位周期目標(biāo)定位坐標(biāo)的平均定位坐標(biāo)，并將該平均定位坐標(biāo)作為靜止目標(biāo)定位結(jié)果。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明避免復(fù)雜擾動環(huán)境下靜止目標(biāo)定位位置漂移不定的現(xiàn)象，能為用戶輸出穩(wěn)定可靠的目標(biāo)定位結(jié)果。
文檔編號H04W84/18GK103220781SQ20131014555
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者張曉平, 汪洋 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院