一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法技术

本发明专利技术公开一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，包括如下步骤：S1、在感知区域内的传感器节点选取要定位的目标作为目标节点，在目标节点周围选取若干个参考节点，然后计算目标节点与每一个参考节点间的欧氏距离、功率档值，在利用所述功率档值构建目标节点的指纹信号；S2、将指纹信号作为对象，参考节点作为属性，构造最小属性约简模型；S3、利用二进制粒子群算法求解出参考节点的最小化数量。本发明专利技术将弱感知能力的通信芯片广泛使用，大大降低了成本。

A method of wireless sensor deployment based on power communication chip

【技术实现步骤摘要】
一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法
本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法。
技术介绍
室内定位可以为室内环境中的指定对象和用户提供有效的跟踪，定位和导航服务。商场，火车站等室内场地的定位和引导需求正在增加，这些需求为室内定位系统提供了巨大的机会。目前，不同的无线室内定位系统依赖于不同的无线基础设施，如ZIGBEE，蓝牙，WIFI和RFID。为了促进无线室内定位技术的快速发展和普及，关键问题是在如何保持定位精度的同时降低系统成本，促进无线室内定位产业的快速推广和健康发展。到目前为止，WIFI室内定位还主要依赖于测量信号强度，通过测量信号强度的衰减或匹配接收信号强度的方式来实现对距离的估计。考虑定位精度和成本问题，一些弱感知能力的通信芯片即仅能感知发送方的RMDOP值，没有RSSI的感知能力的通信芯片不能用在WIFI的室内定位中。因此现在急需一种基于弱感知能力的通信芯片的无线传感器部署方法来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，以解决上述现有技术存在的问题，使定位从节点使用上实现低成本。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，包括如下步骤：S1、在感知区域内的传感器节点选取若干组节点，每组节点包括一个目标节点、若干个参考节点，选取要定位的目标作为目标节点，然后计算目标节点与每一个参考节点间的欧氏距离、功率档值，在利用所述功率档值构建目标节点的指纹信号；S2、将指纹信号作为对象，参考节点作为属性，构造最小属性约简模型；S3、根据最小属性约简模型，利用二进制粒子群算法求解出参考节点的最小化数量。优选的，步骤S1具体为：将感知区域划分成m×n个网格，形成(m+1)×(n+1)个网格顶点，所述网格顶点坐标表示为g(i,j)，其中，i∈[1,m+1],j∈[1,n+1])，假设在位置g(i,j)上都放置参考节点；将网格中心点s(i`,j`)选做为目标节点，其中，i`∈[1,m]，j`∈[1,n]。优选的，所述参考节点的通信芯片对应的功率值分别为{p1,p2,...,pl，其中，p1>p2>...>pl，每个所述功率值对应的功率档分别表示为{k1,k2,...,kl}，所述传感器节点分别以pl,pl-1,...,p1广播发送数据包给目标节点，并将设定的欧氏距离区间与功率档的对应关系发送给目标节点；然后，计算目标节点与每一个参考节点的欧氏距离、功率档值，所述功率档值的公式如下：其中，{k1,k2,...,kl+1}表示目标节点接收到的功率档，kl+1表示目标节点没有收到参考节点发送的数据；f(gi,j,si`,j`)表示目标节点与参考节点的欧氏距离；集合{a1,a2,...,am}表示距离值所对应的区间；所述功率档值构成的向量组即为目标节点的指纹信号，并且保证这些指纹信号是唯一的。优选的，所述步骤S2具体为：将所有目标节点的指纹信息作为最小属性约简模型的对象，构建信息系统决策表L＝(U,Q,V,f)，其中，目标节点的指纹信息U＝{s1,...,sm×n}作为论域，Q＝{g1,...,g(m+1)×(n+1)}作为属性集合，V＝{k1,k2,...,kl,kl+1}为属性取值的集合，f是U×Q→V的映射，所述公式如下：优选的，步骤S3具体为：将属性x作为粒子，根据粒子群算法的原理，初始化粒子群，计算粒子的适应度函数值F(x)，不断更新粒子的位置x与速度v，直到找出最优maxF(x)，得到的取1的属性即为被选择部署的参考节点，利用粒子群算法求解适应度函数maxF(x)得到最优解mins(x)。本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提出了一种无线传感器网络定位的节点优化部署方法，在感知区域内的传感器节点选取若干组节点，每组节点包括一个目标节点、若干个参考节点，选取要定位的目标作为目标节点，然后计算目标节点与每一个参考节点间的欧氏距离、功率档值，在利用所述功率档值构建目标节点的指纹信号，将指纹信号作为对象，参考节点作为属性，构造最小属性约简模型，利用二进制粒子群算法求解出参考节点的最小化数量。从而将弱感知能力的通信芯片广泛使用，大大降低了成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为目标区域网格划分图；图2为一个目标节点s1与所有参考节点的欧式距离计算模式；图3为目标节点s1的指纹信息。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参照图1-3，本专利技术提供一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，包括如下步骤：S1、在感知区域内的传感器节点选取若干组节点，每组节点包括一个目标节点、若干个参考节点，选取要定位的目标作为目标节点，然后计算目标节点与每一个参考节点间的欧氏距离、功率档值，在利用所述功率档值构建目标节点的指纹信号；将感知区域划分成3×3个网格，形成4×4个网格顶点，所述网格顶点坐标表示为g(i,j)，其中，i∈[1,m+1],j∈[1,n+1])，假设在位置g(i,j)上都放置参考节点；将网格中心点s(i`,j`)选做为目标节点，其中，i`∈[1,m]，j`∈[1,n]。所述参考节点的通信芯片对应的功率值分别为{p1,p2,...,pl}，其中，p1>p2>...>pl，每个所述功率值对应的功率档分别表示为{k1,k2,...,kl}，所述传感器节点分别以pl,pl-1,...,p1广播发送数据包给目标节点，并将设定的欧氏距离区间与功率档的对应关系发送给目标节点；然后，计算目标节点与每一个参考节点的欧氏距离、功率档值，所述功率档值的公式如下：其中，{k1,k2,...,kl+1}表示目标节点接收到的功率档，kl+1表示目标节点没有收到参考节点发送的数据；f(gi,j,si`,j)表示目标节点与参考节点的欧氏距离；集合{a1,a2,...,am}表示距离值所对应的区间。S2、将指纹信号作为对象，参考节点作为属性，构造最小属性约简模型：所述功率档值构成的向量组即为目标节点的指纹信号，并且保证这些指纹信号是唯一的；将所有目标节点的指纹信息作为最小属性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1、在感知区域内的传感器节点选取要定位的目标作为目标节点，在目标节点周围选取若干个参考节点，然后计算目标节点与每一个参考节点间的欧氏距离、功率档值，在利用所述功率档值构建目标节点的指纹信号；/nS2、将指纹信号作为对象，参考节点作为属性，构造最小属性约简模型；/nS3、根据最小属性约简模型，利用二进制粒子群算法求解出参考节点的最小化数量。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、在感知区域内的传感器节点选取要定位的目标作为目标节点，在目标节点周围选取若干个参考节点，然后计算目标节点与每一个参考节点间的欧氏距离、功率档值，在利用所述功率档值构建目标节点的指纹信号；
S2、将指纹信号作为对象，参考节点作为属性，构造最小属性约简模型；
S3、根据最小属性约简模型，利用二进制粒子群算法求解出参考节点的最小化数量。


2.根据权利要求1所述的基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，其特征在于：步骤S1具体为：将感知区域划分成m×n个网格，形成(m+1)×(n+1)个网格顶点，所述网格顶点坐标表示为g(i,j)，其中，i∈[1,m+1],j∈[1,n+1])，假设在g(i,j)上都放置参考节点参考节点；将网格中心点s(i`,j`)选做为目标节点，其中，i`∈[1,m]，j`∈[1,n]。


3.根据权利要求2所述的基于分档功率通信芯片的无线传感器的部署方法，其特征在于：所述参考节点的通信芯片对应的功率值分别为{p1,p2,...,pl}，其中，p1>p2>...>pl，每个所述功率值对应的功率档分别表示为{k1,k2,...,kl}，所述传感器节点分别以pl,pl-1,...,p1广播发送数据包给目标节点，并将设定的欧氏距离区间与功率档的对应关系发送给目标节点；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，杨俊丰，杨逸夫，刘洋，
申请(专利权)人：湖南工商大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43