一种用于安全绳自组织网络节点的定位算法
【专利摘要】一种用于安全绳自组织网络节点的定位算法,在距参考安全绳节点一跳时引入测距模型对新加入节点到该参考节点的估算距离进行定位,大于一跳时仍采用DV-Hop定位算法来定位;将RSSI测距技术与分布式定位方法结合起来,只给少量安全绳参考节点配备GPS接收器即可,不需要其它额外的硬件设备;当网络中现有安全绳节点执行定位算法完成新加入节点的定位后,设定一个阈值来使坐标偏移达到最小以满足不同施工环境对定位精度的要求。本发明引入测距模型,对距离参考安全绳节点仅仅一跳情况下的新加入节点定位进行修正,改善一跳情况下的安全绳节点定位。并通过设定阈值来对坐标偏移进行校正,从而来达到提高整个安全绳节点定位性能的目的。
【专利说明】—种用于安全绳自组织网络节点的定位算法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于高空作业时基于物联网的安全绳佩戴状态智能监测领域,特别涉及安全绳电子监测模块自组网时的节点定位。
[0002]
【背景技术】
[0003]安全绳是在高空作业时用于保护人员和物品安全的绳索,适用于外线电工、建筑工人、电信作业工人、电线维修等施工人员,是防止高处作业人员坠落的重要防护用品。现有基于物联网的安全绳佩戴状态监测装置能够有效防止某些施工人员因安全意识淡薄,存在怕麻烦和侥幸心理,不正确佩戴或使用安全绳而导致的安全事故,但安全绳佩戴状态监测装置在实用中需要解决三个问题:1、在施工现场这种不规则自组织网络实施安全绳节点定位时,安全绳节点间会由于跳数相同而实际距离不同选择参考节点实施定位,所以仅仅用跳数来估计安全绳节点间的实际距离还存在一定的误差;2、安全绳节点的通信半径设置的较大时可以获得较高的网络连通性和覆盖率,但此时获得的距离并不能够真正反映节点间的实际距离,引起的误差反而增大,对硬件的要求也更高;3、新加入自组织网络的安全绳节点在利用最小均方误差估计法获得自身的估计坐标后,没有加入循环求精步骤,定位精度不能够满足实际应用的需求。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是要提供一种用于安全绳自组织网络节点的定位算法,解决安全绳节点因自组织网络覆盖范围动态扩大,造成网络的健壮性和抗毁性强下降,在实际施工环境中引起安全绳节点可靠性低、易受外界环境干扰、定位精度较低等问题。
[0006]本发明的技术方案如下:一种用于安全绳自组织网络节点的定位算法,其特点是:
1、新算法结合DV-Hop定位算和接收信号强度指示器(RSSI)测距模型的优点,基于RSSI信号强度随距离d的衰减特性,采用基于多跳转发的思想,引入测距模型,对距离参考安全绳节点仅仅一跳情况下的新加入节点定位进行修正,大于一跳时仍采用DV-Hop定位算法来定位,改善一跳情况下的安全绳节点定位;
2、将RSSI测距技术与分布式定位方法结合起来,只给少量安全绳参考节点配备GPS接收器即可,不需要其它额外的硬件设备;
3、当网络中现有安全绳节点执行定位算法完成新加入节点的定位后,设定一个阈值来使坐标偏移达到最小以满足不同施工环境对定位精度的要求。
[0007]本发明结合DV-Hop定位算和接收信号强度指示器(RSSI)测距模型的优点,基于RSSI信号强度随距离的衰减特性,引入测距模型,对距离参考安全绳节点仅仅一跳情况下的新加入节点定位进行修正,改善一跳情况下的安全绳节点定位。并通过设定阈值来对坐标偏移进行校正,从而来达到提高整个安全绳节点定位性能的目的。
[0008]
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是参考节点处理流程图。
[0010]图2是新加入安全绳节点处理流程图。
[0011]【具体实施方式】
[0012]为进一步描述本发明,下面结合实例对本发明作详细描述。
[0013]本发明1、采用基于多跳转发的思想,在距参考安全绳节点一跳时引入测距模型对新加入节点到该参考节点的估算距离进行定位,大于一跳时仍采用DV-Hop定位算法来定位;2、将RSSI测距技术与分布式定位方法结合起来,只给少量安全绳参考节点配备GPS接收器即可,不需要其它额外的硬件设备;3、当网络中现有安全绳节点执行定位算法完成新加入节点的定位后,设定一个阈值来使坐标偏移达到最小以满足不同施工环境对定位精度的要求。
[0014]1、建立坐标偏移模型
设新加入自组织网络的安全绳节点坐标u收到n个参考节点坐标为(Xi,y1), (x2,y2),(x3,y3)…,(xn,yn)并且在上述阶段中计算到各参考安全绳节点的近似距离分别为ρl,ρ2,ρ3,''', ρn,则可以通过以下方程组求解新加入安全绳节点u的坐标为ra = (xa,ya),该方程组为非线性方程组,在此尝试通过线性化的方法对其进行数值求解。已知新加入安全绳节点的实际坐标为
【权利要求】
1.一种用于安全绳自组织网络节点的定位算法,其特征在于: 1)、结合DV-Hop定位算和接收信号强度指示器(RSSI)测距模型的优点,基于RSSI信号强度随距离V的衰减特性,采用基于多跳转发的思想,引入测距模型,对距离参考安全绳节点仅仅一跳情况下的新加入节点定位进行修正,大于一跳时仍采用DV-Hop定位算法来定位,改善一跳情况下的安全绳节点定位; 2)、将RSSI测距技术与分布式定位方法结合起来,只给少量安全绳参考节点配备GPS接收器即可,不需要其它额外的硬件设备; 3)、当网络中现有安全绳节点执行定位算法完成新加入节点的定位后,设定一个阈值来使坐标偏移达到最小以满足不同施工环境对定位精度的要求。
【文档编号】G01S5/14GK103698746SQ201310605349
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】王江涛 申请人:中国十七冶集团有限公司