本發明涉及通信技術領域,尤其涉及一種定位目標無線傳感器網絡節點的方法及控制裝置。
背景技術:
無線傳感器網絡是一種分布式傳感網絡,它的末梢連接的是可以感知和檢查外部世界的傳感器。無線傳感器網絡是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成,通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統,其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息,并發送給觀察者。
通常要得到被感知對象的信息,首先需要確定無線傳感器網絡節點的位置。例如,利用上述的無線傳感器網絡來探測發生坍塌礦井的位置,需要先確定該無線傳感器網絡中的無線傳感器節點的位置,從而根據該無線節點的位置和其他信息來判斷發生坍塌的礦井的位置。
現有技術中確定無線傳感器網絡節點的位置方法是通過使用傳感器感知本地環境,通過通信模塊傳遞感知結果,經過算法計算來獲得位置信息。該傳感器所感知的是真實環境信息,然而由于該真實環境隨時在變化,導致通過感知真實環境確定的無線傳感器網絡節點的位置不準確。
技術實現要素:
本發明的實施例提供一種定位目標無線傳感器網絡節點的方法及控制裝置,解決現有技術中由于真實環境隨時在變化,導致通過感知真實環境確定的無線傳感器網絡節點的位置不準確的問題。
為達到上述目的,本發明的實施例采用如下技術方案:
本發明實施例的第一方面,提供一種定位目標無線傳感器網絡節點的方法,所述無線傳感器網絡wsn包括:至少兩個wsn節點,所述方法包括:
從所述至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點;
控制所述參考wsn節點發送信標信號;
獲取所述目標wsn節點采集的信標信號的感應數據、以及所述目標wsn節點采集的信標信號中攜帶的所述參考wsn節點的標識;
根據所述參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及所述目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、所述參考wsn節點的標識,確定所述目標wsn節點相對于所述參考wsn節點的位置。
優選的,所述控制所述參考wsn節點發送信標信號,具體包括:
控制所述參考wsn節點按照設定參數發送信標信號。
進一步優選的,選取的所述參考wsn節點的個數為三個,所述根據所述參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及所述目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、所述參考wsn節點的標識,確定所述目標wsn節點相對于所述參考wsn節點的位置,具體包括:
根據三個所述參考wsn節點分別發送的信標信號的強度數據、以及所述目標wsn節點采集到的三組信標信號的感應數據、三個所述參考wsn節點的標識,確定所述目標wsn節點分別相對于三個所述參考wsn節點的位置。
可選的,所述方法還包括:
根據所述目標wsn節點相對于所述參考wsn節點的位置以及所述參考wsn節點所處的地理位置確定所述目標wsn節點所處的地理位置。
本發明實施例的第二方面,提供一種控制裝置,所述控制裝置包括:
選取模塊,用于從所述至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點;
控制模塊,用于控制所述參考wsn節點發送信標信號;
獲取模塊,用于獲取所述目標wsn節點采集的信標信號的感應數據、以及所述目標wsn節點采集的信標信號中攜帶的所述參考wsn節點的標識;
確定模塊,用于根據所述參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及所述目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、所述參考wsn節點的標識,確定所述目標wsn節點相對于所述參考wsn節點的位置。
優選的,所述控制模塊具體用于:
控制所述參考wsn節點按照設定參數發送信標信號。
進一步優選的,所述控制裝置選取的參考wsn節點的個數為三個,所述確定模塊具體用于:
根據三個所述參考wsn節點分別發送的信標信號的強度數據、以及所述目標wsn節點采集到的三組信標信號的感應數據、三個所述參考wsn節點的標識,確定所述目標wsn節點分別相對于三個所述參考wsn節點的位置。
可選的,所述參考wsn節點中包括:gps定位模塊,所述gps定位模塊用于定位所述參考wsn節點所處的地理位置,所述確定模塊還用于:
根據所述目標wsn節點相對于所述參考wsn節點的位置以及所述參考wsn節點的當前地理位置確定所述目標wsn節點的當前地理位置。
本發明實施例的第三方面,提供一種無線傳感器網絡節點,所述節點包括:信標模塊、傳感器模塊、通信模塊以及第二方面所述的控制裝置,其中:所述通信模塊分別與所述信標模塊、所述傳感器模塊連接,所述控制模塊與所述通信模塊連接;
所述信標模塊用于在所述控制裝置的控制下發出信標信號;
所述傳感器模塊用于感應所述信標信號;
通信模塊,用于和其他節點間的通信。
優選的,所述節點中的傳感器模塊包括至少兩種不同類型的傳感器,所述節點中的信標模塊包括至少兩種不同類型的信標子模塊,且各所述信標子模塊發出的信標信號與各傳感器所能感應到的信標信號類型相同。
本發明實施例的第四方面,提供一種無線傳感器網絡節點系統,所述系統包括:至少兩個無線傳感器網絡節點以及第二方面所述的控制裝置,所述控制裝置分別與至少兩個所述節點連接,其中:每個無線傳感器網絡節點包括:信標模塊、傳感器模塊以及通信模塊,所述通信模塊用于至少兩個所述節點間的通信。
本發明實施例提供的定位目標無線傳感器網絡節點的方法及控制裝置,通過從至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點;其次,控制參考wsn節點發送信標信號;然后,獲取目標wsn節點采集的信標信號的感應數據、以及目標wsn節點采集的信標信號中攜帶的參考wsn節點的標識;最后,根據參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。。
相比于現有技術中,本方案中是通過控制參考wsn節點發送信標信號,由于該信標信號不是隨時變化的且該信標信號可控,因此用該信標信號代替現有技術中的真實環境信息,使得所獲取的目標wsn采集到的感應數據較為準確,從而根據該感應數據和信標信號的強度數據所確定出的目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置較為準確。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動性的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的應用場景一的示意圖;
圖2為本發明實施例提供的應用場景二的示意圖;
圖3為本發明實施例提供的一種定位目標無線傳感器網絡節點的方法的流程圖;
圖4為本發明實施例提供的一種控制裝置的結構示意圖;
圖5為本發明實施例提供的一種無線傳感器網絡節點的結構示意圖;
圖6為本發明實施例基于圖5提出的一種無線傳感器網絡節點具體應用場景圖;
圖7為本發明實施例提供的一種無線傳感器網絡節點系統的示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
為了便于清楚描述本發明實施例的技術方案,在本發明的實施例中,采用了“第一”、“第二”等字樣對功能或作用基本相同的相同項或相似項進行區分,本領域技術人員可以理解“第一”、“第二”等字樣并不對數量和執行次序進行限定。
本文中術語“和/或”,僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系,表示可以存在三種關系,例如,a和/或b,可以表示:單獨存在a,同時存在a和b,單獨存在b這三種情況。另外,本文中字符“/”,一般表示前后關聯對象是一種“或”的關系。
本發明實施例提供的定位目標無線傳感器網絡節點的方法的執行主體可以為控制裝置。示例的,該控制裝置可以是用于執行上述定位目標無線傳感器網絡節點的方法的終端,也可以是用于執行上述定位目標無線傳感器網絡節點的方法的控制器或控制模塊。其中:該終端可以為計算機、智能手機、平板電腦、筆記本電腦、umpc(ultra-mobilepersonalcomputer,超級移動個人計算機)、上網本、pda(personaldigitalassistant,個人數字助理)等終端設備,且不限于此。
本發明實施例的應用場景一:
參照圖1所示的無線傳感器網絡的系統圖,該系統中包含至少兩個wsn節點,這里以兩個wsn節點為例進行說明,該兩個wsn節點分別為節點a和節點b。其中:節點a中包括控制模塊a1、通信模塊a2、傳感器模塊a3以及信標模塊a4,通信模塊a2分別與傳感器模塊a3和信標模塊a4連接,控制模塊a1與通信模塊a2連接,而節點b中包括控制模塊b1、通信模塊b2、傳感器模塊b3以及信標模塊b4。通信模塊b2分別與傳感器模塊b3和信標模塊b4連接,控制模塊b1與通信模塊b2連接,該節點a和節點b間通過通信模塊a2和通信模塊b2進行通信。當節點a中的通信模塊a2為發射器時,對應的節點b中的通信模塊b2為接收器。
本發明實施例的應用場景二:
參照圖2所示的無線傳感器網絡的系統圖,該系統中包含至少兩個wsn節點以及控制模塊,該控制模塊分別與至少兩個wsn節點連接,這里同樣以兩個wsn節點為例進行說明,該兩個wsn節點分別為節點c和節點d。其中:節點c中包括通信模塊c1、傳感器模塊c2以及信標模塊c3,而節點d中包括通信模塊d1、傳感器模塊d2以及信標模塊d3。該節點c和節點d間通過通信模塊c1和通信模塊c2進行通信。當節點c中的通信模塊c1為發射器時,對應的節點d中的通信模塊d1為接收器;反之,當節點c中的通信模塊c1為接收器時,對應的節點d中的通信模塊d1為發射器。
下面將基于上述的應用場景一和應用場景二進行說明本發明實施例提供的定位目標無線傳感器網絡節點的方法,當應用于上述的場景一時,該方法的執行主體可以是圖1中的節點a中的控制模塊a1或節點b中的控制模塊b1,該控制模塊a1和控制模塊b1對應的物理實體可以為處理芯片或控制芯片;當應用于上述的場景二時,該方法的執行主體為圖2中的控制模塊,該控制模塊的物理實體可以是終端,例如:智能手機、電腦等。
本發明實施例提供一種定位目標無線傳感器網絡節點的方法,應用于上面的場景一和場景二。如圖3所示,該方法包括:
101、從至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點。
示例性的,上述的步驟101中可以是通過用戶手動去設置從至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點,例如:用戶在智能終端上手動輸入目標wsn節點的標識以及參考wsn節點的標識,也可以是智能終端自動去從至少兩個wsn節點中篩選出目標wsn節點和參考wsn節點。
102、控制參考wsn節點發送信標信號。
示例性的,上述的步驟102中可以控制參考wsn節點發送固定的信標信號,也可以控制參考wsn節點按照設定參數發送信標信號。
優選的,步驟102具體包括:控制參考wsn節點按照設定參數發送信標信號。相比于控制參考wsn節點發送固定的信標信號,這里通過控制參考wsn節點按照設定參數發送信標信號,使得能夠根據實際的需要來更改所發送的信標信號,以滿足用戶的需求。
103、獲取目標wsn節點采集的信標信號的感應數據、以及目標wsn節點采集的信標信號中攜帶的參考wsn節點的標識。
可選的,上述的感應數據中包括目標wsn節點獲取到的感應方向和/或強度數據。
具體的,該感應方向指的是目標wsn節點相對于參考wsn節點的具體方位。例如,該目標wsn節點可以為位于參考wsn節點的北偏西60°。
示例性的,上述的感應數據中的強度數據是指目標wsn節點采集參考wsn節點發送的信標信號所得到數據,該目標wsn節點采集的信標信號的感應數據小于或等于參考wsn節點發送的信標信號的數據。例如,若參考wsn節點發送的信標信號為100分貝的聲音信號,對應的目標wsn節點采集的信標信號的感應數據小于100分貝(例如,可能為50分貝)。
示例性的,上述的參考wsn節點的標識用于標記wsn中的參考wsn節點,以便于當該wsn中出現多個參考wsn節點時發生混淆。示例性的,標識可以用字符串(包括數字和/或字母)表示。例如,用001表示參考wsn節點1、用002表示wsn節點2,等等。
104、根據參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。
示例性的,上述的參考wsn節點發送的信標信號的強度數據用于代表該參考wsn節點具體發送的信標信號的數值。然后基于該參考wsn節點發送的信標信號的數值以及目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。
可選的,上述的步驟104具體可以通過以下方式確定目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置:
104a、將該參考wsn節點發送的信標信號的強度數據與目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據作差得到差值。
104b、從位置關系映射表中查找該差值的絕對值對應的目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。
其中,位置關系映射表為差值的絕對值與目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置間的映射關系。該位置映射表是預先存儲至控制裝置中的,且根據不同環境以及實際的需要該位置映射表是可以隨時更新的。
本發明實施例提供一種定位目標無線傳感器網絡節點的方法通過從至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點;其次,控制參考wsn節點發送信標信號;然后,獲取目標wsn節點采集的信標信號的感應數據、以及目標wsn節點采集的信標信號中攜帶的參考wsn節點的標識;最后,根據參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。
相比于現有技術中,本方案中是通過控制參考wsn節點發送信標信號,由于該信標信號不是隨時變化的且該信標信號可控,因此用該信標信號代替現有技術中的真實環境信息,使得所獲取的目標wsn采集到的感應數據較為準確,從而根據該感應數據和信標信號的強度數據所確定出的目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置較為準確。
下面基于上述的應用場景一進行說明上述的步驟101-104的過程。
示例性的,當上述方法的執行主體為上述的圖1中的控制模塊a1時,步驟101具體為:控制模塊a1從圖1中的節點a和節點b中選取目標wsn節點和參考wsn節點,最終的選取結果可以是:節點a為參考wsn節點,相應的節點b為目標wsn節點。反之,亦可。其次,若控制模塊a1選出節點a作為目標wsn參考wsn節點,選出節點b為參考wsn節點,則步驟102具體為:控制模塊a1控制節點b發送信標信號。第三,控制模塊a1獲取節點a采集的信標信號的感應數據、以及節點a采集的信標信號中攜帶的節點b的標識。第四、控制模塊a1根據上述的節點b發送的信標信號的強度數據、以及節點a采集到的信標信號的感應數據、節點b的標識,確定出節點a相對于節點b的位置。
需要說明的是,對于上述方法的執行主體為上述的圖1中的控制模塊b1時,上述的步驟101-104的具體內容參考上文所描述的執行主體為控制模塊b1的詳細過程,這里不再贅述。
下面基于上述的應用場景二進行說明上述的步驟101-104的過程。
示例性的,當上述方法的執行主體為上述的圖2中的控制模塊時,步驟101具體為:控制模塊從圖2中的節點c和節點d中選取目標wsn節點和參考wsn節點,最終的選取結果可以是:節點c為參考wsn節點,相應的節點d為目標wsn節點。反之,亦可。其次,若控制模塊選出節點c作為目標wsn節點,選出節點d為參考wsn節點,則步驟102具體為:控制模塊控制節點d發送信標信號。第三,控制模塊獲取節點c采集的信標信號的感應數據、以及節點c采集的信標信號中攜帶的節點d標識。第四、控制模塊根據上述的節點d發送的信標信號的強度數據、以及節點c采集到的信標信號的感應數據、節點d的標識,確定出節點c相對于節點d的位置。
優選的,由于利用三個參考wsn節點定位使得最終所確定出的目標wsn節點的相對位置較為準確,因此選取的參考wsn節點的個數為三個,上述的步驟104具體包括以下內容:
104c、根據三個參考wsn節點分別發送的信標信號的強度數據、以及目標wsn節點采集到的三組信標信號的感應數據、三個參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點分別相對于三個參考wsn節點的位置。
這里以上述的應用場景二為例進行說明如何進行三角定位。
示例性的,上述的目標wsn節點為節點a,三個參考wsn節點分別節點b(表示節點b的標識為b)、節點c(表示節點c的標識為c)以及節點d(表示節點d的標識為d),然后根據節點b發送的信標信號的第一強度數據以及節點a的采集到的信標信號的第一感應數據確定出節點a相對于節點b的第一位置,同時根據節點c發送的信標信號的第二強度數據以及節點c的采集到的信標信號的第二感應數據確定出節點a相對于節點c的第二位置;同時根據節點d發送的信標信號的第三強度數據以及節點d的采集到的信標信號的第二感應數據確定出節點a相對于節點d的第三位置;這樣就可以根據該第一位置、第二位置以及第三位置確定出節點a的相對位置。
需要說明的是,上述的節點b、節點c以及節點d發送不同的信標信號,或者當發送同一信標信號時,各個信標信號間需要有延時,這樣才能使得節點a能夠準確接收到節點b、節點c以及節點d發送的信標信號,從而使得所確定的節點a分別相對節點b、節點c以及節點d的位置。
可選的,在實際的應用場景中需要定位出目標wsn節點所處的地理位置,從而根據該地目標wsn節點所處的地理位置做下一步的工作。例如,發生坍塌的礦井中,需要確定出事人員的具體位置,才能夠保證盡可能最小損傷下最快速的營救出工作人員。該方法還包括:
105、根據目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置以及參考wsn節點所處的地理位置確定目標wsn節點所處的地理位置。
示例性的,可以通過在參考wsn節點中增加gps定位模塊來實現wsn節點所處地理位置的定位。
下面將基于圖3對應的定位目標無線傳感器網絡節點的方法的實施例中的相關描述對本發明實施例提供的一種控制裝置進行介紹。以下實施例中與上述實施例相關的技術術語、概念等的說明可以參照上述的實施例,這里不再贅述
本發明實施例提供一種控制裝置,如圖4所示,該控制裝置2包括:選取模塊21、控制模塊22、獲取模塊23以及確定模塊24,其中:
選取模塊21,用于從至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點。
示例性的,可以是通過用戶手動去設置從至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點,例如:用戶在智能終端上手動輸入目標wsn節點的標識以及參考wsn節點的標識,也可以是智能終端自動去從至少兩個wsn節點中篩選出目標wsn節點和參考wsn節點。
控制模塊22,用于控制參考wsn節點發送信標信號。
優選的,控制模塊具體用于:
控制參考wsn節點按照設定參數發送信標信號。
相比于控制參考wsn節點發送固定的信標信號,這里通過控制參考wsn節點按照設定參數發送信標信號,使得能夠根據實際的需要來更改所發送的信標信號,以滿足用戶的需求。
獲取模塊23,用于獲取目標wsn節點采集的信標信號的感應數據、以及目標wsn節點采集的信標信號中攜帶的參考wsn節點的標識。
可選的,上述的感應數據中包括目標wsn節點獲取到的感應方向和/或強度數據。
具體的,該感應方向指的是目標wsn節點相對于參考wsn節點的具體方位。例如,該目標wsn節點可以為位于參考wsn節點的北偏西60°。
示例性的,上述的感應數據中的強度數據是指目標wsn節點采集參考wsn節點發送的信標信號所得到數據,該目標wsn節點采集的信標信號的感應數據小于或等于參考wsn節點發送的信標信號的數據。例如,若參考wsn節點發送的信標信號為100分貝的聲音信號,對應的目標wsn節點采集的信標信號的感應數據小于100分貝(例如,可能為50分貝)。
示例性的,上述的參考wsn節點的標識用于標記wsn中的參考wsn節點,以便于當該wsn中出現多個參考wsn節點時發生混淆。示例性的,標識可以用字符串(包括數字和/或字母)表示。例如,用001表示參考wsn節點1、用002表示wsn節點2,等等。
確定模塊24,用于根據參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。
可選的,上述的確定模塊24具體用于:
將該參考wsn節點發送的信標信號的強度數據與目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據作差得到差值。
從位置關系映射表中查找該差值的絕對值對應的目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。
其中,位置關系映射表為差值的絕對值與目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置間的映射關系。該位置映射表是預先存儲至控制裝置中的,且根據不同環境以及實際的需要該位置映射表是可以隨時更新的。
優選的,由于利用三個參考wsn節點定位使得最終所確定出的目標wsn節點的相對位置較為準確。上述控制裝置選取的參考wsn節點的個數為三個,確定模塊24具體用于:
根據三個參考wsn節點分別發送的信標信號的強度數據、以及目標wsn節點采集到的三組信標信號的感應數據、三個參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點分別相對于三個參考wsn節點的位置。
需要說明的是,對于利用三個參考wsn節點定位的具體過程可以參照方法部分所描述的詳細內容,這里不再贅述。
示例性的,上述的參考wsn節點中包括:gps定位模塊,gps定位模塊用于定位參考wsn節點所處的地理位置,確定模塊24還用于:
根據目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置以及參考wsn節點的當前地理位置確定目標wsn節點的當前地理位置。
本發明實施例提供的控制裝置,通過從至少兩個wsn節點中選取目標wsn節點和參考wsn節點;其次,控制參考wsn節點發送信標信號;然后,獲取目標wsn節點采集的信標信號的感應數據、以及目標wsn節點采集的信標信號中攜帶的參考wsn節點的標識;最后,根據參考wsn節點發送的信標信號的強度數據、以及目標wsn節點采集到的信標信號的感應數據、參考wsn節點的標識,確定目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置。
相比于現有技術中,本方案中是通過控制參考wsn節點發送信標信號,由于該信標信號不是隨時變化的且該信標信號可控,因此用該信標信號代替現有技術中的真實環境信息,使得所獲取的目標wsn采集到的感應數據較為準確,從而根據該感應數據和信標信號的強度數據所確定出的目標wsn節點相對于參考wsn節點的位置較為準確。
本發明實施例提供一種無線傳感器網絡節點,如圖5所示,該節點包括:信標模塊34、傳感器模塊33、通信模塊32以及上文所述的控制裝置31,其中:通信模塊32分別與信標模塊34、傳感器模塊33連接,控制模塊32與通信模塊31連接。
該信標模塊34用于在控制裝置31的控制下發出信標信號。
該傳感器模塊33用于感應信標信號。
該通信模塊32,用于和其他節點間的通信。
優選的,為了使得所確定出的目標wsn節點的相對位置較為準確,該節點中的傳感器模塊包括至少兩種不同類型的傳感器,節點中的信標模塊包括至少兩種不同類型的信標子模塊,且各信標子模塊發出的信標信號與各傳感器所能感應到的信標信號類型相同。
示例性的,當上述的傳感器模塊包括紅外線傳感器和聲音傳感器時,對應的上述的信標模塊包括用于發射紅外線的裝置(例如,紅外燈)和用于發出聲音的裝置(例如,音響)。然后根據兩種傳感器采集到的兩種信號來確定目標wsn節點的相對位置。示例性的,具體可以采用現有技術中的疊加算法進行確定,這里不再贅述。
示例性的,上述的不同類型的傳感器用于接收/感知多種定量的環境及信標信號,包括但不限于:聲音、超聲次聲、光及紅外紫外光、蜂窩無線電、多種頻譜的無線電磁信號、gps/北斗等衛星定位信號、磁場及地磁、各類化學氣體如co2、co、tvoc等、溫度、濕度、振動及加速度等現有及以后可能出現的可用于定位或輔助定位的信號信息。
示例性的,上述的不同類型的信標子模塊用于發射不同的信號,包括但不限于:聲音、超聲次聲、光及紅外紫外光、蜂窩無線電、多種頻譜的無線電磁信號、磁場及地磁、各類化學氣體如co2、co、tvoc等、溫度、濕度、振動及加速度等現有及以后可能出現的可用于定位或輔助定位的信號信息。
下面將以一個具體的實例進行說明上述的存在不同類型的信標子模塊和不同類型的傳感器的情況。在放置區(例如野外、室內)布放多個wsn節點,這里以三個wsn節點為例,分別為節點b1、節點b2以及節點b3,節點間可以通信,并一起工作,可以確定每個節點的相對位置。其工作流程如圖6所示:
(1)在放置區布放撒布b的實例節點b1、節點b2以及節點b3,可隨機撒布。
(2)各節點進行自檢,可以通過節點b2向其他節點發送信號進行自檢。
(3)具備發射某能力如“s聲音”能力(即能夠發射聲音能力的信標子模塊)的節點發放聲音源,含節點唯一標識。
(4)具備測量s聲音(即具備能夠測量聲音功能的傳感器)的節點進行測量,根據測量結果進行定位,可采用三角定位方式或其他現有或創新的節點間定位方式。如采用三角定位,即通過測量節點b1分別與節點b2、節點b3的聲音強度,根據聲音方向及聲音強度,確定節點b1分別與節點b2、節點b3的相對位置關系。
(5)確定s聲音位置圖。
(6)同時或先后的,具備發射某能力如“s紅外”能力(即能夠發射紅外線能力的信標子模塊)的節點發放紅外源,含該節點唯一標識。
(7)具備測量s紅外(即具備能夠測量紅外線功能的傳感器)的節點進行測量,根據測量結果進行定位,可采用三角定位方式或其他現有或創新的節點間定位方式。如采用三角定位,即通過測量節點b1分別與節點b2、節點b3的紅外強度,根據紅外線方向及紅外線強度,確定節點b1分別與節點b2、節點b3的相對位置關系。
(8)確定s紅外位置圖。
(9)其他s能力類推,獲得s其他能力位置圖。
(10)將各種能力位置圖進行算法疊加綜合判別,獲得更精確的綜合位置圖。
(11)疊加算法中考慮放置環境中各s能力的優勢與缺點,如紅外線的方向性更強,其在報告位置時的方向權重就較高,而聲音的穿透能力較強,在報告位置時的距離權重就較高。如節點b1與節點b2的距離在紅外線位置圖中為無限大(紅外不可見),而在聲音位置圖中為2米(聲強達到某值),則不是簡單平均二者,而是根據權重,采信聲音測距的2米。同理,在確定節點間方向上則采用紅外線信號的位置結果。
(12)各種不同原理的傳感器及信號源可以搭配使用,以獲取更佳的定位精度。
(13)各不同原理的傳感器及信號源可以同時使用,也可以按實際需要配置優先級使用,如在野外環境下,夜間優先使用光相關傳感器;在能量供應緊缺時優先使用較為節能的傳感器。
定位過程中可以進行一次三角定位,也可以在一次定位過程后,根據結果,申請相關節點(而不是全部節點)的信號源再次發放信號源,提升精度:如可將第一輪三角定位結果中方向相近而距離不同的節點分為一組,重點申請周圍節點對其方向發放其他種類的主動信號源,便于其分辨距離。這樣可以較為節省能量。
可選的,上述的wsn節點對應存在物理實體,該實體的外形可以為任何形狀,如一個球體,該球體包括球體外殼,以及電源模塊等,該電源模塊可以是電池,而對于其他的一些眾所周知的功能模塊可參考現有技術,這里不再描述。
本發明實施例提供一種無線傳感器網絡節點系統,如圖7所示,該系統包括:至少兩個無線傳感器網絡節點(例如圖7中的節點a42、節點b43等)以及上文中所描述的控制裝置41,該控制裝置41分別與至少兩個節點連接,其中:每個無線傳感器網絡節點包括:信標模塊、傳感器模塊以及通信模塊,通信模塊用于至少兩個節點間的通信。
通過以上的實施方式的描述,所屬領域的技術人員可以清楚地了解到,為描述的方便和簡潔,僅以上述各功能模塊的劃分進行舉例說明,實際應用中,可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成,即將裝置的內部結構劃分成不同的功能模塊,以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系統,裝置和單元的具體工作過程,可以參考前述方法實施例中的對應過程,在此不再贅述。
在本申請所提供的幾個實施例中,應該理解到,所揭露的控制裝置,可以通過其它的方式實現。例如,以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的,例如,所述模塊或單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實際實現時可以有另外的劃分方式,例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統,或一些特征可以忽略,或不執行。另一點,所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口,裝置或單元的間接耦合或通信連接,可以是電性,機械或其它的形式。
所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
另外,在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中,也可以是各個單元單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實現,也可以采用軟件功能單元的形式實現。
所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解,本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的全部或部分可以以軟件產品的形式體現出來,該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中,包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機,服務器,或者網絡設備等)或處理器(processor)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括:u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom,read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram,randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。