一种无线传感器网络定位方法及系统

1.一种无线传感器网络定位方法，其特征在于，包括：
1)依据待定位节点接收到的无线信号及无线信号衰减模型，获得所述待定位节点与发送所述无线信号的锚节点间的第一距离，所述无线信号包括：锚节点的位置坐标、所述无线信号的发射功率；
2)从与所述待定位节点接收到的无线信号相对应的锚节点中，选择预设数量的锚节点以构造锚节点组合；
3)将锚节点组合中的锚节点组成锚节点子组合，并依据每个锚节点子组合中各个锚节点与所述待定位节点的第一距离与锚节点位置坐标，计算所述每个锚节点子组合中各个锚节点与所述待定位节点的第二距离，并计算与所述每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的第一距离与第二距离的偏差值的总和，选择所述锚节点子组合的偏差值的总和在允许范围内的锚节点子组合作为目标锚节点子组合；
4)根据所述目标锚节点子组合中锚节点的位置坐标计算所述待定位节点的最终位置坐标；
其中步骤3)具体包括：
21)当所述锚节点组合中含有N个锚节点，选择所述锚节点组合中每N-k个锚节点设置为一个锚节点子组合，其中k为小于N的预设值；
22)依据所述锚节点的位置坐标及所述锚节点与所述待定位节点的第一距离，获得与所述每个锚节点子组合相对应的所述待定位节点的初始位置坐标；
23)依据每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的所述待定位节点的初始位置坐标，计算所述待定位节点与各个锚节点的第二距离；
24)计算与所述每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的第一距离与第二距离的偏差值的总和；
25)选择所述偏差值的总和最小的锚节点子组合，并判断所述偏差值的总和是否在允许范围内，若不在，执行步骤26)，若在，执行步骤27)；
26)选择偏差值的总和最小的锚节点子组合中的锚节点，按照预设重新设置锚节点子组合，并使每个锚节点子组合执行步骤22)；
27)确定所述偏差值的总和最小的锚节点子组合为目标锚节点子组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)前还包括：
控制锚节点向所述待定位节点发送无线信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线信号衰减模型为： 其中，p为相应锚节点所发射无线信号的发射功率，q为待定位节点所接收到的相应锚节点的无线信号功率，d为待定位节点与相应锚节点的第一距离，α为信号衰减因子。
4.一种无线传感器网络定位系统，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于依据待定位节点接收到的无线信号及无线信号衰减模型，获得所述待定位节点与发送所述无线信号的锚节点间的第一距离；
锚节点组合构造模块，用于选择锚节点，并构造含有预设数量的锚节点组合；
目标锚节点子组合获取模块，用于根据所述锚节点组合构造锚节点子组合，并计算每个锚节点子组合的偏差值的总和，以获取一个偏差值的总和在允许范围内的目标锚节点子组合；
第二计算模块，用于根据所述偏差值的总和在允许范围内的锚节点子组合计算所述待定位节点的最终位置坐标；
设置单元，用于设置含有预设数量锚节点的锚节点子组合；
初始位置坐标计算单元，用于依据所述锚节点的位置坐标及与每个锚节点相对应的第一距离，获得所述待定位节点与所述每个锚节点子组合中各个锚节点相对应的的初始位置坐标；
第二距离计算单元，用于根据初始位置坐标计算单元得到的位置坐标，计算获取所述待定位节点与各个锚节点的第二距离；
偏差值总和获取确定单元，用于计算每个锚节点子组合中与所述各个锚节点相对应的第一距离、第二距离的偏差值的总和；
判断单元，用于判断最小的偏差值的总和是否在允许范围内。

一种无线传感器网络定位方法及系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及传感器网络领域，特别是涉及一种无线传感器网络定位方法及系统。\n背景技术\n[0002] 无线传感器网络(WSN，Wireless Sensor Networks)，简称为传感器网络，是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络，在传感器网络WSN中，含有大量的传感器节点，而每个传感节点都具有感应、通讯、计算的功能，用于监控不同位置的物理或环境状况，实现温湿度、压力和应变等参数的监测。但是，在监测过程中，如果缺少与所监测信息相对应的位置信息，该监测信息将变成无用信息。因此，确定网络中节点的位置非常重要，这是无线传感器网络实现大规模应用的基础。\n[0003] 为部署于监测区域内的每个传感器节点装配GPS定位设备，是最简单最便捷的方法，但是并不具备可行性，因为实际应用中往往需要部署成千上万个传感器节点，数量巨大，为每个传感器节点装配GPS定位设备，将极大地提高成本。当前，仅有部分网络节点装配GPS定位设备，这些装配了GPS定位设备的节点被称为锚节点或种子节点，其余传感器节点则根据所述锚节点估算自身位置。目前，根据锚节点估算自身位置的方式，主要是依靠锚节点发送信号，在待定位节点接收到信号后，根据接收到信号的损耗来计算出锚节点和待定位节点的距离。\n[0004] 但是，发明人经过研究发现，现有技术中的定位方法中，根据接收到的锚节点发送的信号计算距离的过程中，待定位节点的实际位置坐标计算过程是根据锚节点和待定位节点的距离进行计算的，但是由于应用环境复杂，导致在锚节点和待定位节点的距离的计算过程中存在较大的误差，所以最终计算得到的待定位节点的实际位置坐标也会有较大误差，这就导致在复杂的应用环境中，无线传感器网络WSN的定位方法精度较低。\n发明内容\n[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线传感器网络定位方法，具体实施方案如下：\n[0006] 一种无线传感器网络定位方法，包括：\n[0007] 1)依据待定位节点接收到的无线信号及无线信号衰减模型，获得所述待定位节点与发送所述无线信号的锚节点间的第一距离，所述无线信号包括：锚节点的位置坐标、所述无线信号的发射功率；\n[0008] 2)从与所述待定位节点接收到的无线信号相对应的锚节点中，选择预设数量的锚节点以构造锚节点组合；\n[0009] 3)将锚节点组合中的锚节点组成锚节点子组合，并依据每个锚节点子组合中各个锚节点与所述待定位节点的第一距离与锚节点位置坐标，计算所述每个锚节点子组合中各个锚节点与所述待定位节点的第二距离，并计算与所述每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的第一距离与第二距离的偏差值的总和，选择所述锚节点子组合的偏差值的总和在允许范围内的锚节点子组合作为目标锚节点子组合；\n[0010] 4)根据所述目标锚节点子组合中锚节点的位置坐标计算所述待定位节点的最终位置坐标。\n[0011] 优选的，所述步骤3)具体包括：\n[0012] 21)当所述锚节点组合中含有N个锚节点，选择所述锚节点组合中每N-k个锚节点设置为一个锚节点子组合，其中k为小于N的预设值；\n[0013] 22)依据所述锚节点的位置坐标及所述锚节点与所述待定位节点的第一距离，获得与所述每个锚节点子组合相对应的所述待定位节点的初始位置坐标；\n[0014] 23)依据每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的所述待定位节点的初始位置坐标，计算所述待定位节点与各个锚节点的第二距离；\n[0015] 24)计算与所述每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的第一距离与第二距离的偏差值的总和；\n[0016] 25)选择所述偏差值的总和最小的锚节点子组合，并判断所述偏差值的总和是否在允许范围内，若不在，执行步骤26)，若在，执行步骤27)；\n[0017] 26)选择偏差值的总和最小的锚节点子组合中的锚节点，重新设置锚节点子组合，并使每个锚节点子组合执行步骤22)；\n[0018] 27)确定所述偏差值的总和最小的锚节点子组合为目标锚节点子组合。\n[0019] 优选的，步骤1)前还包括：控制锚节点向所述待定位节点发送无线信号。\n[0020] 优选的，所述无线信号衰减模型为： 其中，p为相应锚节点所发射无线信\n号的发射功率，q为待定位节点所接收到的相应锚节点的无线信号功率，d为待定位节点与相应锚节点的第一距离，a为信号衰减因子。\n[0021] 同时，本发明还公开了一种无线传感器网络定位系统，包括：\n[0022] 第一计算模块，用于依据待定位节点接收到的无线信号及无线信号衰减模型，获得所述待定位节点与发送所述无线信号的锚节点间的第一距离；\n[0023] 锚节点组合构造模块，用于选择锚节点，并构造含有预设数量的锚节点组合；\n[0024] 目标锚节点子组合获取模块，用于根据所述锚节点组合构造锚节点子组合，并计算每个锚节点子组合的偏差值的总和，以获取一个偏差值的总和在允许范围内的目标锚节点子组合；\n[0025] 第二计算模块，用于根据所述偏差值的总和在允许范围内的锚节点子组合计算所述待定位节点的最终位置坐标。\n[0026] 优选的，所述目标锚节点子组合获取模块还包括：\n[0027] 设置单元，用于设置含有预设数量锚节点的锚节点子组合；\n[0028] 初始位置坐标计算单元，用于依据所述锚节点的位置坐标及与每个锚节点相对应的第一距离，获得所述待定位节点与所述每个锚节点子组合中各个锚节点相对应的的初始位置坐标；\n[0029] 第二距离计算单元，用于根据初始位置坐标计算单元得到的位置坐标，计算获取所述待定位节点与各个锚节点的第二距离；\n[0030] 偏差值总和获取确定单元，用于计算每个锚节点子组合中与所述各个锚节点相对应的第一距离、第二距离的偏差值的总和；\n[0031] 判断单元，用于判断所述最小的偏差值的总和是否在允许范围内。\n[0032] 通过本发明实施例所公开的无线传感器网络定位方法，考虑到无线传感器网络中在对带定位节点的过程中包含误差较大的测量数据，因此，在定位过程中，根据锚节点所发射的无线信号计算出所述待定位节点与各个锚节点之间的距离后，分成多个锚节点子组合，进而对各个锚节子组合进行计算，从而筛选出偏差值最小的锚节点子组合，并且能够有效地剔除误差较大的测量数据，进而有效提高对所述待定位节点定位的精确度。\n附图说明\n[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0034] 图1为本发明实施例公开的一种无线传感器网络定位方法的工作流程示意图；\n[0035] 图2为本发明实施例公开的获取目标锚节点子组合的工作流程示意图；\n[0036] 图3为本发明实施例公开的定位方法与现有技术的误差值的比较示意图；\n[0037] 图4为本发明实施例公开的定位方法与现有技术的误差值的比较示意图；\n[0038] 图5为本发明实施例公开的一种无线传感器网络定位系统的结构示意图；\n[0039] 图6为本发明实施例公开的目标锚节点子组合获取模块的结构示意图。\n具体实施方式\n[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0041] 本发明公开了一种无线传感器网络定位方法，用于解决利用现有技术计算待定位节点时，存在的误差较大的问题，其工作流程示意图如图1所示，包括：\n[0042] S1、依据待定位节点接收到的无线信号及无线信号衰减模型，获得所述待定位节点与发送所述无线信号的锚节点间的第一距离，所述无线信号包括：锚节点的位置坐标、所述无线信号的发射功率；其中，无线信号衰减模型公式为：\n[0043] \n[0044] 其中，p为相应锚节点所发射无线信号的发射功率，q为待定位节点所接收到的相应锚节点的无线信号功率，d为待定位节点与相应锚节点的距离，a为信号衰减因子。在实际应用中，a的取值随环境变化有所不同，一般情况下将a设置为2，但根据实际的应用场景，也可以选择其他值作为信号衰减因子；\n[0045] S2、从与所述待定位节点接收到的无线信号相对应的锚节点中，选择预设数量的锚节点以构造锚节点组合；在复杂的电磁环境影响之下，当所述锚节点向所述待定位节点发送无线信号时，由于受到环境的影响，以及信号的多径衰落、阴影衰落等原因，并非所有锚节点发送的无线信号都能被待定位节点接收，所述待定位节点接收到的只是一部分锚节点发送的无线信号，因此，在构造锚节点组合时，选取的锚节点为其发送的无线信号能够被待定位节点所接收的锚节点，同时，为了使待定位节点的定位结果能够更准确，所述锚节点组合中选取的锚节点尽量分布在所述待定位节点的四周，以免选取的锚节点集中在一个区域，从而影响计算结果，同时，选取的所述锚节点分布在一个合适的距离内，以免距离所述待定位节点太远，造成无线信号在传输过程中的过度衰减；\n[0046] S3、将锚节点组合中的锚节点组成锚节点子组合，并依据每个锚节点子组合中各个锚节点与所述待定位节点的第一距离与锚节点位置坐标，计算所述每个锚节点子组合中各个锚节点与所述待定位节点的第二距离，并计算与所述每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的第一距离与第二距离的偏差值的总和，选择所述锚节点子组合的偏差值的总和在允许范围内的锚节点子组合作为目标锚节点子组合；\n[0047] S4、根据所述目标锚节点子组合中锚节点的位置坐标计算所述待定位节点的最终位置坐标，所述计算方式可以采用最小二乘法的方式，或采取其他方式。\n[0048] 另外，在实际的定位过程中，所述步骤S1之前，还包括：控制锚节点向所述待定位节点发送无线信号。\n[0049] 其中，步骤S3的工作流程示意图如图2所示，具体包括：\n[0050] S31、当所述锚节点组合中含有N个锚节点，选择所述锚节点组合中每N-k个锚节点设置为一个锚节点子组合，其中k为小于N的预设值；这个过程中，是假设所述锚节点组合中，有与k个所述锚节点相对应的第一距离与实际值存在较大误差，而将每N-k个锚节点设置为一个锚节点子组合，则必将存在一个锚节点子组合中，与所述锚节点相对应的第一距离与实际值相符或误差较小，因此，通过设置锚节点子组合的方式，能够剔除掉错误数据，另外，其中k的取值可以为0、1、2等预设值；\n[0051] S32、依据所述锚节点的位置坐标及所述锚节点与所述待定位节点的第一距离，获得与所述每个锚节点子组合相所对应的所述待定位节点的初始位置坐标，在计算所述待定位节点的位置坐标的过程中，可以采用最小二乘法的方式来计算，但也可以采用其他方式；\n[0052] S33、依据每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的所述待定位节点的初始位置坐标，计算所述待定位节点与各个锚节点的第二距离；\n[0053] S34、计算与所述每个锚节点子组合中各个锚节点所对应的第一距离与第二距离的偏差值的总和，其中第一距离用d表示，设第二距离用D表示，用r表示所述第一距离与第二距离的差，可以取所述偏差值为s＝r^2，当然，也可以选取其他方式来计算所述偏差值，例如，设定所述偏差值为所述第一距离与所述第二距离的差值的绝对值，本申请不做限定，如果由F来表示所述偏差值的总和，则F＝∑s(i，j)；\n[0054] S35、选择所述偏差值的总和最小的锚节点子组合，并判断所述偏差值的总和是否在允许范围内，若不在，则执行步骤S36，若在，则执行步骤S37；\n[0055] S36、当步骤S35中计算出得所述偏差值的总和不在允许范围内，选择偏差值的总和最小的锚节点子组合中的锚节点，按照预设重新设置锚节点子组合，并使每个新的锚节点子组合返回执行步骤S32，在重新设置锚节点子组合的过程中，可以根据步骤S31的思想，继续假设含有k个误差较大的测量数据，从而使每个新的锚节点子组合中，含有的锚节点的个数相应的减少k，但也可以设置其他的个数；\n[0056] 特别的，当锚节点子组合中的锚节点个数已经缩减到预设值时，如果所述最小的偏差值总和仍不在允许范围内，还可以选取其他的k值进行计算；\n[0057] S37、确定所述偏差值的总和最小的锚节点子组合为目标锚节点子组合。\n[0058] 下面结合具体的实施例对本发明所提供的方案进行详细介绍。\n[0059] 在100m×100m监测区域内，多个传感器节点部署于监测区域，其中，s1-s16为16个锚节点，将这16个锚节点设置为一个锚节点组合，用于后续对待定位节点的定位，us为1个待定位节点。假设锚节点组合中的16个锚节点的位置坐标分别为s1(0，0)，s2(0，10)，s3(0，20)，s4(0，30)，s5(10，0)，s6(10，10)，s7(10，20)，s8(10，30)，s9(20，0)，s10(20，10)，s11(20，20)，s12(20，30)，s13(30，0)，s14(30，10)，s15(30，20)，s16(30，30)，并且假设待定位节点位置坐标为us(15，15)。\n[0060] 所述锚节点组合中的16个锚节点周期性的发射无线信号，所述无线信号中包括锚节点的位置坐标，分别为上述位置坐标s1-s16，以及无线信号发射功率p；所述待定位节点接收锚节点的无线电发射信号，然后，根据无线信号衰减模型，计算锚节点与待定位节点us之间的第一距离d，其中，无线信号衰减模型公式为：\n[0061] \n[0062] 其中，p为相应锚节点所发射无线信号的发射功率，q为待定位节点所接收到的相应锚节点的无线信号功率，d为待定位节点与相应锚节点的距离，a为信号衰减因子。在实际应用中，a的取值随环境变化有所不同，在本次试验中，衰减因子a设为2，因此，通过计算可以分别得到待定位节点us与16个锚节点的第一距离依次为：d1＝22.0407，d2＝\n16.0244，d3＝16.4001，d4＝21.5766，d5＝16.3589，d6＝7.7486，d7＝7.4429，d8＝\n15.4861，d9＝15.9667，d10＝7.3526，d11＝7.5234，d12＝15.9372，d13＝21.2987，d14＝16.4274，d15＝15.8655，d16＝20.7826。\n[0063] 假设第一距离中存在1个错误数据，即误差较大的数据，且假设所述错误数据为d10时，也就是说，N＝16，k为假设的错误数据的个数，即k为1，根据上述方法，从16个锚节点中选择每15个锚节点作为锚节点子组合，则共有16个锚节点子组合，理论上讲，这16种组合里面有15组数据都包含了d10这个错误数据，只有一组没有包含d10，数据比较精确，所以最终算出来的结果会比较精确。所述的16个锚节点子组合的设置情况可以参见下表：\n[0064] 表1\n[0065] \n 序号 s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9 s10 s11 s12 s13 s14 s15 s16\n 1 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ ×\n 2 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ × √\n 3 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ × √ √\n 4 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ × √ √ √\n 5 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ × √ √ √ √\n 6 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √\n 7 √ √ √ √ √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √ √\n 8 √ √ √ √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √ √ √\n 9 √ √ √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √\n 10 √ √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √ √\n 11 √ √ √ √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √ √ √\n 12 √ √ √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √\n 13 √ √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √\n 14 √ √ × √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √\n 15 √ × √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √\n 16 × √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √[0066] 其中，“×”的部分代表相应的锚节点子组合中不含有相应的锚节点。对上述的每个锚节点子组合，分别利用最小二乘法的方法计算待定位节点的初始位置坐标，并用ui代表所述每个锚节点子组合所对应的初始位置坐标值，其中，i代表每个锚节点子组合的编号，则可以得到如下结果：\n[0067] u1＝(15.6033，15.2946)，u2＝(19.6081，16.6295)，u3＝(17.2644，15.8482)，[0068] u4＝(15.0003，16.3552)，u5＝(20.2930，15.8260)，u6＝(21.8867，17.3765)，[0069] u7＝(14.9798，15.0742，u8＝(14.8433，16.2823)，u9＝(17.8788，15.9788)，[0070] u10 ＝ (18.3593，17.1413)，u11 ＝ (16.3886，16.4844)，u12 ＝ (14.5352，\n17.2249)，\n[0071] u13 ＝ (14.6072，17.2177)，u14 ＝ (15.5609，18.4003)，u15 ＝ (13.9729，\n17.8710)\n[0072] u16＝(18.2634，19.3011)\n[0073] 在利用获取偏差值总和的公式：F＝∑(r-d)^2，计算获取得到与各个锚节点子组合相对应的Fi，计算结果如下：\n[0074] F1＝121.7605 F2＝282.4833 F3＝167.3995 F4＝104.7645\n[0075] F5＝353.1787 F6＝475.1144 F7＝6.2569 F8＝102.6338\n[0076] F9＝203.1692 F10＝229.4345 F11＝136.0449 F12＝104.5676\n[0077] F13＝100.9587 F14＝139.5980 F15＝115.7395 F16＝257.2869\n[0078] 发现F最小的一组是第七组，其对应的锚节点子组合为：1，2，3，4，5，6，7，8，9，11，\n12，13，14，15，16，判断所述偏差值的总和是否在允许范围内，如果在允许范围内，则将所述第七组的锚节点子组合确定为目标锚节点子组合，并依据所述目标锚节点子组合计算所述待定位节点的最终位置坐标，如果所述偏差值的总和不在允许范围内，则从所述第七组锚节点子组合中，再假设有一个测量数据是错误的，即将所述第七组锚节点子组合中的每14个锚节点构造一个锚节点子组合，重复上述步骤计算。\n[0079] 经过重复的计算，当所述锚节点子组合中只含有10个锚节点时，计算得到的所述偏差值的总和在允许范围内，这10个锚节点分别为：S1，S2，S3，S4，S6，S8，S9，S12，S13和S14，则可以利用这10个锚节点，采用最小二乘法的方法计算所述待定位节点的最终位置坐标，也可以其他方法来计算。\n[0080] 经过仿真实验，比较直接用二乘法，不挑选错误节点计算出来的误差δ＝\n0.6669，但是把错误节点挑选出来再计算出来δ＝0.3080。结论一目了然，显然经过挑选的方法优于前者，并且通过本方法能选择出误差较大的错误测量数据。\n[0081] 图3说明利用现有技术重复10次实验，即利用基本的二乘法求得所述待定位节点的位置坐标，与本申请提出的，每次假设有1个误差较大的测量数据的方法的误差比较，其中横轴坐标为实验次数，竖轴坐标为误差值的大小，其中虚线表示的是现有技术，实线实现表示本申请所公开的方法，通过图3，可以看出，本申请提供的方法，其定位的精确度远远高于现有技术。\n[0082] 当假设第一距离中存在1个错误数据时，经过多次计算，取得的偏差值总和始终不在允许范围内时，还可以假设第一距离中存在2个错误数据，即误差较大的数据，且假设所述错误数据为d10，d1，设d10＝17.3526，d1＝32.0407，也就是说，N＝16，k为假设的错误数据的个数，即k为2，根据上述方法，从16个锚节点中选择每14个锚节点作为锚节点子组合，故存在120种组合。理论上讲，这120种组合里面有119组数据都至少包含了d10，d1这两个错误数据中的其中一个，只有一组锚节点子组合中同时不包含d10，d1，所述锚节点子组合相对应的第一距离比较精确，所以最终算出来的结果会比较精确。\n[0083] 同上述实施例一样，当计算出一组锚节点子组合的偏差值总和最小时，判断所述偏差值是否在允许范围内，如果不在允许范围内，则将所述偏差值总和最小的锚节点子组合中的每12个锚节点再设置为一个锚节点子组合，按照上述步骤进行计算，并在所述偏差值总和在允许范围内时，计算出所述待定位节点最终的位置坐标。经过仿真实验，所述方法的计算误差为δ＝0.0916，而现有技术中，计算出的误差为δ＝7.7483，显然经过挑选的方法优于前者，本方法还能够将错误节点S1，S10选择出来了。\n[0084] 图4说明利用现有技术重复10次实验，即利用基本的二乘法求得所述待定位节点的位置坐标，与本申请提出的，每次假设有1个误差较大的测量数据的方法的误差比较，其中横轴坐标为实验次数，竖轴坐标为误差值的大小，其中虚线表示的是现有技术，实线实现表示本申请所公开的方法，通过图4，可以看出，本申请提供的方法，其定位的精确度远远高于现有技术。\n[0085] 另外，还可以假设第一距离中存在3个、4个等其他的错误数据，即k还可以为预设的其他值，然后按照上述步骤，构造合适的锚节点子组合，以选出偏差值的总和在允许范围内的目标锚节点子组合。另外，所述k的取值可以预先设定，可以为0、1、2、3、4等多个值，如预先设定k为1，锚节点总和数为N，则将每N-1个锚节点设置为一个锚节点子组合，即获取N个锚节点子组合，并依据所述锚节点子组合进行计算，获取偏差值总和最小的锚节点子组合，如果所述最小的偏差值总和在允许范围内，则确定相应的锚节点子组合为目标锚节点子组合；如果所述最小的偏差值总和不在允许范围内，则选择所述具有最小偏差值的总和的锚节点子组合中的锚节点，每N-2个锚节点为一组，构造锚节点子组合，并继续按照上述步骤进行计算，以获取各个锚节点相对应的偏差值总和，并判断所述偏差值总和是否在允许范围内，直到有一组锚节点子组合的偏差值总和在允许范围内，将其确定为目标锚节点子组合，根据所述目标锚节点子组合，利用二乘法或其它方法计算所述待定位节点的最终位置坐标。另外，在假设k＝1的情况下，经过多次计算，所述最小的偏差值总和始终不在允许范围内，则可以假设k为其它值，按照上述步骤进行计算。也就是说，当选定k为某个值后，经过多次计算，当锚节点子组合中的锚节点个数已经缩减至预设的数值时，仍未选定目标锚节点子组合，则可以选定k为其他值，如设定k为2，然后继续按照上述步骤计算，直到选取符合要求的目标锚节点子组合，并通过所述目标锚节点子组合计算获取所述待定位节点的最终位置坐标。\n[0086] 通过本发明实施例所公开的无线传感器网络定位方法，考虑到无线传感器网络中在对带定位节点的过程中包含误差较大的测量数据，因此，在定位过程中，根据锚节点所发射的无线信号计算出所述待定位节点与各个锚节点之间的距离后，分成多个锚节点子组合，进而对各个锚节子组合进行计算，从而筛选出偏差最小的锚节点子组合，并且能够有效地剔除误差较大的测量数据，进而有效提高对所述待定位节点定位的精确度。\n[0087] 同时，本发明还公开了一种无线传感器网络定位系统，其结构示意图如图5所示，包括：第一计算模块1、锚节点组合构造模块2、目标锚节点子组合获取模块3、第二计算模块4，其中，\n[0088] 所述第一计算模块1，用于依据待定位节点接收到的无线信号及无线信号衰减模型，获得所述待定位节点与发送所述无线信号的锚节点间的第一距离；\n[0089] 所述锚节点组合构造模块2，用于选择锚节点，并构造含有预设数量的锚节点组合，选择锚节点时，要根据以下原则：所选择的锚节点发送的无线信号能够被待定位节点接收；另外，所选择的锚节点分布在与所述待定位节点合适的距离与范围内；\n[0090] 所述目标锚节点子组合获取模块3，用于根据所述锚节点组合构造锚节点子组合，并计算每个锚节点子组合的偏差值的总和，以获取一个偏差值的总和在允许范围内的目标锚节点子组合；\n[0091] 所述第二计算模块4，用于根据所述偏差值的总和在允许范围内的锚节点子组合计算所述待定位节点的最终位置坐标。\n[0092] 其中，所述目标锚节点子组合获取模块3还包括：设置单元31、初始位置坐标计算单元32、第二距离计算单元33、偏差值总和获取确定单元34及判断单元35，其中，\n[0093] 所述设置单元31，用于设置含有预设数量锚节点的锚节点子组合；\n[0094] 所述初始位置坐标计算单元32，用于依据所述锚节点的位置坐标及与每个锚节点相对应的第一距离，获得所述待定位节点与所述每个锚节点子组合中各个锚节点相对应的的初始位置坐标，获取初始位置坐标的方法可以为最小二乘法，也可以采用其他方法；\n[0095] 所述第二距离计算单元33，用于根据初始位置坐标计算单元得到的位置坐标，计算获取所述待定位节点与各个锚节点的第二距离；\n[0096] 所述偏差值总和获取确定单元34，用于计算每个锚节点子组合中与所述各个锚节点相对应的第一距离、第二距离的偏差值的总和；\n[0097] 所述判断单元35，用于判断所述最小的偏差值的总和是否在允许范围内。\n[0098] 本领域人员可以理解的是，本发明所公开的无线传感器网络定位系统可以独立于所述待定位节点，也可以内置于待定位节点中，二者都是可行的。通过本发明所公开的无线传感器网络定位系统，可以将与所述待定位节点所接收到的无线信号相对应的多个锚节点，构造成多个锚节点子组合，通过计算获取所述待定位节点与发送所述无线信号的锚节点间的第一距离，并根据初始位置坐标计算单元得到的位置坐标，计算获取所述待定位节点与各个锚节点的第二距离，从而获取偏差值总和在允许范围内的目标锚节点子组合，通过所述目标锚节点子组合获得所述待定位节点的最终位置坐标，即通过对所述待定位节点的各个初始位置坐标的定量评估，最终通过加权法确定待定位节点的位置坐标。通过所述无线传感器网络定位系统，能够有效排除误差较大的测量数据，进而实现对待定位节点准确定位的目的。\n[0099] 本发明对复杂环境下存在较大误差的测量数据的情况下，仍然可以为待定位节点得到较准确的位置坐标，相比较现有技术中的无线传感器网络定位方法，本发明对复杂环境具有很高的鲁棒性和自适应性，大大地提高了系统的容错性，可以不断的挑选出误差较大的测量数据，获取较为准确的测量数据，进而计算得到定位精度较高的所述待定位节点的位置坐标。在工厂自动化设备监控和战场环境监测等较复杂环境条件下，当节点个数较多时，本发明提供的方法都能得到广泛应用。\n[0100] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。\n对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。