[0005] 本发明要解决的技术问题是:提供一种无线传感器网络信标节点部署方法,用以解决传统的无线传感器网络布局方案中定位精度差的问题。
[0006] 本发明一种应用于室内定位的无线传感器网络节点部署方法,该方法包括以下步骤:
[0007] 步骤1,将二维平面空间划分成为横轴为x,纵轴为y的二维平面网格,假设网格规格为A*B的矩形网格,每个网格边长为a的正方形,将形成(A+1)*(B+1)个网格节点;
[0008] 步骤2,将节点有效覆盖率Pkc最高作为优化目标一T1,将节点数目N最小作为优化目标二T2,将部署在二维平面空间内的信标节点所组成的凸包面积最大SN作为优化目标三T3。将在于信标节点相邻的8个网格点上禁止部署其它信标节点作为约束条件。
[0009] 步骤3,采用NSGA2算法进行迭代优化,在达到迭代的终止条件时得到的最优解集中选取与实际情况相符合的解作为室内定位的无线传感器网络节点部署方案。
[0010] 步骤4,按照步骤3所得到的最优解集中,按照实际需求选择最优解。
[0011] 作为优选,所述步骤3中包括以下子步骤:
[0012] 步骤3.01,确定二维定位空间范围,即各个网格节点坐标。
[0013] 步骤3.02,初始化,定义种群规模pop、交叉率、变异率、最大种群代数gen,染色体基因编码方式为二进制编码。令gen=1,随机产生pop个个体的初始解集。
[0014] 步骤3.03,拓扑结构判别,首先,对种群中每个个体进行基因判别,即判别有信标节点的每个网格交点的相邻网格交点是否已部署信标节点,如有,将该网格节点对应的基因值修改为0。
[0015] 步骤3.04,进行选择操作、进行交叉操作后调用步骤3.03,进行变异操作后调用步骤3.03。
[0016] 步骤3.05,判断是否已生成第一代种群,如果是gen+1,转到步骤3.06。否则,转到步骤3.04。
[0017] 步骤3.06,将父代子代种群合并。
[0018] 步骤3.07,判断是否已生成新的种群,若已生成,转到步骤3.08,否则转到步骤3.10。
[0019] 步骤3.08,调用步骤3.04后,转入3.09。
[0020] 步骤3.09,判断Gen是否小于最大代数,若是则Gen+1转到步骤3.06。否则结束。
[0021] 步骤3.10,快速非支配排序。
[0022] 步骤3.11,计算拥挤距离。
[0023] 步骤3.12,选择合适个体组成新的种群。
[0024] 步骤3.13,转到步骤3.07。
[0025] 作为优选,所述步骤2中,有效覆盖率数学表述为:
[0026]
[0027] 优化目标一数学表述为:
[0028]
[0029] 其中,Skc表示K重覆盖面积,A表示监测区域面积,m表示最高覆盖度。
[0030] 优化目标二数学表述为:
[0031] Maximize:T2=N (3)[0032] 优化目标三数学表述为:
[0033] Maximize:T3=SN
[0034] 其中,N表示二维平面空间内部署的信标节点数目,SN表示由N信标节点所组成的凸包面积。
[0035] 约束条件数学表述为:
[0036]
[0037] 其中d(i,j)表示信标节点i到信标节点j的欧式距离,且
[0038] i≠j,i=1,2,3,...N,j=1,2,3,...N°
[0039] 本发明相对于现有技术具有的效果:本发明解决了室内定位中,定位精度较差,参与定位的无线传感器网络信标节点在部署时节点数量代价过高的问题。在不增加额外信标节点的情况下,提高了室内定位精度。