本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法及其裝置。

背景技術(shù)：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是一種具有信息采集，數(shù)據(jù)處理，無線傳輸?shù)裙δ艿木W(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由隨機(jī)分布在網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，這些傳感器節(jié)點(diǎn)搜集、分析、處理節(jié)點(diǎn)周圍的信息并將分析結(jié)果準(zhǔn)確傳回到服務(wù)器。在監(jiān)測(cè)活動(dòng)中，傳感器必須要明確自己的位置，若沒有精確的位置信息，那么傳感器獲取的信息就沒有意義。

目前，常用的定位算法是DV-Hop算法，該算法分為三個(gè)階段：

第一個(gè)階段，由已知位置的節(jié)點(diǎn)(以下稱信標(biāo)節(jié)點(diǎn))不斷向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)廣播信息{hi,Xi,Yi}，其中hi為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)到未知節(jié)點(diǎn)之間的跳數(shù)值且其初始值為0，(Xi，Yi)為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)。未知節(jié)點(diǎn)記錄來自各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息和hi，然后將hi加1后轉(zhuǎn)發(fā)到鄰居節(jié)點(diǎn)。以這種方式，未知節(jié)點(diǎn)從多次接收到的同一信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息選取對(duì)應(yīng)于該信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的最小跳數(shù)值；

第二階段，計(jì)算每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與其余各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離之和以及跳數(shù)值之和，將該距離之和除以該跳數(shù)值之和，即得到每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離。

第三階段，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)將自身的平均單跳距離廣播到傳感器網(wǎng)絡(luò)中，未知節(jié)點(diǎn)僅記錄首次接收到的廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離，然后未知節(jié)點(diǎn)利用記錄的最小跳數(shù)值和接收到的平均單跳距離以及三邊定位算法或極大似然估計(jì)法未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

但是，由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)分布往往不均勻，不同區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)疏密程度較大，采用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間每跳距離的平均值作為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離會(huì)導(dǎo)致信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離存在誤差，這使得DV-Hop算法在計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)到信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離時(shí)產(chǎn)生不可避免的誤差。導(dǎo)致定位精度低。

因此，如何提供一種定位精度高的傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法及其裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)點(diǎn)定位方法及其裝置，依據(jù)未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本上數(shù)據(jù)集的聚類中心計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置，能夠減少計(jì)算量，提高定位精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法，包括：

依據(jù)未知節(jié)點(diǎn)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的廣播，確定各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息以及未知節(jié)點(diǎn)與各個(gè)所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；

確定所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離；

依據(jù)所述位置信息、所述最小跳數(shù)值以及所述平均單跳距離采用多邊測(cè)量算法計(jì)算得到所述未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本數(shù)據(jù)集；所述數(shù)據(jù)集內(nèi)包括多個(gè)樣本點(diǎn)；

依據(jù)聚類算法確定所述數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，依據(jù)各個(gè)所述聚類中心的位置信息得到所述未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

優(yōu)選地，所述聚類算法具體為k-nedoids聚類算法。

優(yōu)選地，所述依據(jù)聚類算法確定所述數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，依據(jù)各個(gè)所述聚類中心的位置信息得到所述未知節(jié)點(diǎn)的位置信息的過程具體為：

分別確定所述數(shù)據(jù)集內(nèi)各個(gè)核心對(duì)象的坐標(biāo)；其中，縱坐標(biāo)為所述核心對(duì)象對(duì)應(yīng)的最小可達(dá)距離，橫坐標(biāo)為各個(gè)所述核心對(duì)象確定自身最小可達(dá)距離的次序；所述核心對(duì)象為以自身為中心、預(yù)設(shè)半徑范圍內(nèi)包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)超出第一預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的樣本點(diǎn)；

將各個(gè)所述核心對(duì)象的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行連接，得到可達(dá)波形圖；

將所述可達(dá)波形圖上的各個(gè)波谷對(duì)應(yīng)的核心對(duì)象作為各個(gè)聚類中心點(diǎn)；

計(jì)算各個(gè)所述聚類中心點(diǎn)的平均值作為所述未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

優(yōu)選地，所述將所述可達(dá)波形圖上的各個(gè)波谷對(duì)應(yīng)的核心對(duì)象作為各個(gè)聚類中心點(diǎn)之后還包括：

步驟s301：將所述數(shù)據(jù)集內(nèi)除聚類中心點(diǎn)以外的其余樣本點(diǎn)分配至距離自身最近的聚類中心點(diǎn)的聚類中；

步驟s302：從各個(gè)所述聚類中心點(diǎn)內(nèi)，去除自身所在聚類內(nèi)包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)小于第二預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的聚類中心點(diǎn)。

優(yōu)選地，步驟s302之后還包括：

對(duì)于包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)不小于所述預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的每個(gè)聚類，將其包含的各個(gè)樣本點(diǎn)分別作為當(dāng)前聚類中心點(diǎn)，并依據(jù)平方差關(guān)系式，確定所述聚類內(nèi)，除所述當(dāng)前聚類中心點(diǎn)以外的其余各個(gè)樣本點(diǎn)到所述當(dāng)前聚類中心點(diǎn)的距離的平方和；其中，所述平方差關(guān)系式具體為：

其中，L_j為第j個(gè)當(dāng)前聚類中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平方和；n為所述聚類內(nèi)的樣本點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；P_i為第i個(gè)樣本點(diǎn)的位置，O_j為所述第j個(gè)當(dāng)前聚類中心點(diǎn)的位置；

將最小的平方和對(duì)應(yīng)的當(dāng)前聚類中心點(diǎn)調(diào)整為所述聚類的聚類中心點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述分別確定所述數(shù)據(jù)集內(nèi)各個(gè)核心對(duì)象的坐標(biāo)，其中，縱坐標(biāo)為所述核心對(duì)象對(duì)應(yīng)的最小可達(dá)距離，橫坐標(biāo)為各個(gè)所述核心對(duì)象確定自身最小可達(dá)距離的次序的過程具體為：

步驟s501：從所述數(shù)據(jù)集中隨機(jī)選取一個(gè)樣本點(diǎn)，判斷所述樣本點(diǎn)是否為核心對(duì)象，若是，將其作為處理對(duì)象，并進(jìn)入步驟s502；若否，將所述樣本點(diǎn)加入結(jié)束列表內(nèi)，并重復(fù)步驟s501；

步驟s502：從所述數(shù)據(jù)集內(nèi)選取未加入有序列表內(nèi)的所述處理對(duì)象的直接密度可達(dá)點(diǎn)加入所述有序列表內(nèi)，并將所述有序隊(duì)列內(nèi)的各個(gè)樣本點(diǎn)按照到所述處理對(duì)象的可達(dá)距離從小到大的順序進(jìn)行排序，確定所述處理對(duì)象對(duì)應(yīng)的最小可達(dá)距離，并將所述處理對(duì)象加入所述結(jié)束列表內(nèi)；其中，所述橫坐標(biāo)為核心對(duì)象加入所述結(jié)束列表的次序；所述直接密度可達(dá)點(diǎn)為處于對(duì)應(yīng)核心對(duì)象的預(yù)設(shè)半徑范圍內(nèi)的樣本點(diǎn)；

步驟s503：判斷所述有序列表內(nèi)當(dāng)前位置最前的樣本點(diǎn)是否為核心對(duì)象，若是，將其作為處理對(duì)象，并重復(fù)步驟s502；若否，將所述樣本點(diǎn)加入所述結(jié)束列表內(nèi)，并重復(fù)步驟s503；直至所述數(shù)據(jù)集內(nèi)的全部樣本點(diǎn)均加入所述結(jié)束列表內(nèi)。

優(yōu)選地，所述可達(dá)距離為所述核心對(duì)象的核心距離以及所述核心對(duì)象與對(duì)應(yīng)的直接密度可達(dá)點(diǎn)間的歐氏距離中的最大值；

所述核心對(duì)象的核心距離為使自身成為核心對(duì)象的最小半徑閾值。

優(yōu)選地，所述確定所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離的過程具體為：

確定所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與除自身以外的其余各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；

依據(jù)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的最小跳數(shù)值、各個(gè)所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息以及單跳距離關(guān)系式計(jì)算所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離；所述單跳距離關(guān)系式具體為：

其中，e_k為所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的單跳距離，(x₀,y₀)為所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，(x_k,y_k)為所述第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)；h_k為所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；m為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)；w_k為所述第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的影響程度值；D_k為所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與所述第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離；e為所述平均單跳距離。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位裝置，包括：

跳數(shù)確定模塊，用于依據(jù)未知節(jié)點(diǎn)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的廣播，確定各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息以及未知節(jié)點(diǎn)與各個(gè)所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；

單距確定模塊，用于確定所述未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離；

數(shù)據(jù)集計(jì)算模塊，用于依據(jù)所述位置信息、所述最小跳數(shù)值以及所述平均單跳距離采用多邊測(cè)量算法計(jì)算得到所述未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本數(shù)據(jù)集；所述數(shù)據(jù)集內(nèi)包括多個(gè)樣本點(diǎn)；

位置計(jì)算模塊，用于依據(jù)聚類算法確定所述數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，依據(jù)各個(gè)所述聚類中心的位置信息得到所述未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

本發(fā)明提供了一種節(jié)點(diǎn)定位方法及其裝置，確定未知節(jié)點(diǎn)與各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值、未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離以及各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息后，采用多邊測(cè)量算法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本數(shù)據(jù)集，然后依據(jù)聚類算法確定所述數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，進(jìn)而得到未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)樣本點(diǎn)均代表一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)可能的位置信息，聚類中心處于樣本點(diǎn)的密集處，而該未知節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確的位置信息即處于樣本點(diǎn)密集的區(qū)域，故依據(jù)這些聚類中心來計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置信息，能夠排除掉大部分準(zhǔn)確性較低的樣本點(diǎn)，減少計(jì)算量，并提高定位精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例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(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法的過程的流程圖；

圖2為本發(fā)明提供的另一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法的過程的流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的另一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法的過程的流程圖；

圖4為本發(fā)明提供的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種節(jié)點(diǎn)定位方法及其裝置，依據(jù)未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本上數(shù)據(jù)集的聚類中心計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置，能夠減少計(jì)算量，提高定位精度。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法，參見圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法的過程的流程圖；該方法包括：

步驟s101：依據(jù)未知節(jié)點(diǎn)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的廣播，確定各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息以及未知節(jié)點(diǎn)與各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；

步驟s102：確定未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離；

步驟s103：依據(jù)位置信息、最小跳數(shù)值以及平均單跳距離采用多邊測(cè)量算法計(jì)算得到未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本數(shù)據(jù)集；數(shù)據(jù)集內(nèi)包括多個(gè)樣本點(diǎn)；

步驟s104：依據(jù)聚類算法確定數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，依據(jù)各個(gè)聚類中心的位置信息得到未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

作為優(yōu)選地，這里的聚類算法具體為k-nedoids聚類算法。

其中，參見圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的另一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法的過程的流程圖；步驟s104的過程具體為：

步驟s201：分別確定數(shù)據(jù)集內(nèi)各個(gè)核心對(duì)象的坐標(biāo)；其中，縱坐標(biāo)為核心對(duì)象對(duì)應(yīng)的最小可達(dá)距離，橫坐標(biāo)為各個(gè)核心對(duì)象確定自身最小可達(dá)距離的次序；核心對(duì)象為以自身為中心、預(yù)設(shè)半徑范圍內(nèi)包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)超出第一預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的樣本點(diǎn)；

其中，若一個(gè)樣本點(diǎn)處于一個(gè)核心對(duì)象的預(yù)設(shè)半徑范圍內(nèi)，則該樣本點(diǎn)為該核心對(duì)象的直接密度可達(dá)點(diǎn)。這些直接密度可達(dá)點(diǎn)與該核心對(duì)象的可達(dá)距離中的最小值為該核心對(duì)象對(duì)應(yīng)的最小可達(dá)距離。

步驟s202：將各個(gè)核心對(duì)象的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行連接，得到可達(dá)波形圖；

可以理解的是，縱坐標(biāo)為最小可達(dá)距離，橫坐標(biāo)表明了排列順序，最終得到的這些核心對(duì)象的坐標(biāo)點(diǎn)可以通過平滑連線后得到一個(gè)波形圖，該波形圖內(nèi)包括波峰和波谷，其中，這些波谷表明的是最小可達(dá)距離較小的部分核心對(duì)象。

由于核心對(duì)象本就為樣本點(diǎn)密集處的樣本點(diǎn)，而通過選取這些核心對(duì)象中最小可達(dá)距離較小的部分核心對(duì)象，則能夠進(jìn)一步從這些核心對(duì)象中選取周圍密集程度更高的部分核心對(duì)象，將這些核心對(duì)象作為聚類中心的話，能夠大大提高定位的準(zhǔn)確性，同時(shí)減少最終計(jì)算量。

步驟s203：將可達(dá)波形圖上的各個(gè)波谷對(duì)應(yīng)的核心對(duì)象作為各個(gè)聚類中心點(diǎn)；

步驟s204：計(jì)算各個(gè)聚類中心點(diǎn)的平均值作為未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

由于這些聚類中心均可能為未知節(jié)點(diǎn)的實(shí)際位置，故將其求平均值能夠得到一個(gè)較為準(zhǔn)確的位置信息。

作為優(yōu)選地，步驟s203之后還包括：

步驟s301：將數(shù)據(jù)集內(nèi)除聚類中心點(diǎn)以外的其余樣本點(diǎn)分配至距離自身最近的聚類中心點(diǎn)的聚類中；

即將數(shù)據(jù)集中的全部樣本點(diǎn)分為若干個(gè)聚類，聚類的個(gè)數(shù)視聚類中心的個(gè)數(shù)而定。

步驟s302：從各個(gè)聚類中心點(diǎn)內(nèi)，去除自身所在聚類內(nèi)包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)小于第二預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的聚類中心點(diǎn)。

可以理解的是，若聚類中包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)過少，表明聚集在該聚類中心周圍的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)不多，該聚類中心的坐標(biāo)一般不是未知節(jié)點(diǎn)的真實(shí)位置信息，故將其去除，能夠進(jìn)一步提高計(jì)算準(zhǔn)確性。

作為優(yōu)選地，參見圖3所示，圖3為本發(fā)明提供的另一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法的過程的流程圖；步驟s302之后還包括：

步驟s303：對(duì)于包含的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)不小于預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的每個(gè)聚類，將其包含的各個(gè)樣本點(diǎn)分別作為當(dāng)前聚類中心點(diǎn)，并依據(jù)平方差關(guān)系式，確定聚類內(nèi)，除當(dāng)前聚類中心點(diǎn)以外的其余各個(gè)樣本點(diǎn)到當(dāng)前聚類中心點(diǎn)的距離的平方和；其中，平方差關(guān)系式具體為：

其中，L_j為第j個(gè)當(dāng)前聚類中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平方和；n為聚類內(nèi)的樣本點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；P_i為第i個(gè)樣本點(diǎn)的位置，O_j為第j個(gè)當(dāng)前聚類中心點(diǎn)的位置；

步驟s304：將最小的平方和對(duì)應(yīng)的當(dāng)前聚類中心點(diǎn)調(diào)整為聚類的聚類中心點(diǎn)。

可以理解的是，當(dāng)分配好各個(gè)聚類后，每個(gè)聚類內(nèi)真正的聚類中心可能并不是步驟s203得到的聚類中心，故需要通過判斷該聚類中每個(gè)樣本點(diǎn)與除自身以外的其余各個(gè)樣本點(diǎn)的距離的平方和，平方和最小的，即為該聚類內(nèi)真正的聚類中心。該操作提高了選取的聚類中心的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高了定位的精度。

作為優(yōu)選地，步驟s201的過程具體為：

步驟s501：從數(shù)據(jù)集中隨機(jī)選取一個(gè)樣本點(diǎn)，判斷樣本點(diǎn)是否為核心對(duì)象，若是，將其作為處理對(duì)象，并進(jìn)入步驟s502；若否，將樣本點(diǎn)加入結(jié)束列表內(nèi)，并重復(fù)步驟s501；

步驟s502：從數(shù)據(jù)集內(nèi)選取未加入有序列表內(nèi)的處理對(duì)象的直接密度可達(dá)點(diǎn)加入有序列表內(nèi)，并將有序隊(duì)列內(nèi)的各個(gè)樣本點(diǎn)按照到處理對(duì)象的可達(dá)距離從小到大的順序進(jìn)行排序，確定處理對(duì)象對(duì)應(yīng)的最小可達(dá)距離，并將處理對(duì)象加入結(jié)束列表內(nèi)；其中，橫坐標(biāo)為核心對(duì)象加入結(jié)束列表的次序；直接密度可達(dá)點(diǎn)為處于對(duì)應(yīng)核心對(duì)象的預(yù)設(shè)半徑范圍內(nèi)的樣本點(diǎn)；

步驟s503：判斷有序列表內(nèi)當(dāng)前位置最前的樣本點(diǎn)是否為核心對(duì)象，若是，將其作為處理對(duì)象，并重復(fù)步驟s502；若否，將樣本點(diǎn)加入結(jié)束列表內(nèi)，并重復(fù)步驟s503；直至數(shù)據(jù)集內(nèi)的全部樣本點(diǎn)均加入結(jié)束列表內(nèi)。

其中，可達(dá)距離為核心對(duì)象的核心距離以及核心對(duì)象與對(duì)應(yīng)的直接密度可達(dá)點(diǎn)間的歐氏距離中的最大值；核心對(duì)象的核心距離為使自身成為核心對(duì)象的最小半徑閾值。

在一種優(yōu)選實(shí)施例中，步驟s102的過程具體為：

確定未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與除自身以外的其余各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；

依據(jù)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的最小跳數(shù)值、各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息以及單跳距離關(guān)系式計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離；單跳距離關(guān)系式具體為：

其中，e_k為未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的單跳距離，(x₀,y₀)為未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，(x_k,y_k)為第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)；h_k為未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；m為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的總數(shù)；w_k為第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)對(duì)未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的影響程度值；D_k為未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與第k個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離；e為平均單跳距離。

可以理解的是，由于節(jié)點(diǎn)分布的疏密不同，直接采用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的平均單跳距離誤差較大，故將信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的影響程度值作為權(quán)值系數(shù)添加至平均單跳距離的計(jì)算關(guān)系式中，能夠盡可能減少由于節(jié)點(diǎn)疏密而對(duì)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離的影響。

本發(fā)明提供了一種節(jié)點(diǎn)定位方法，確定未知節(jié)點(diǎn)與各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值、未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離以及各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息后，采用多邊測(cè)量算法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本數(shù)據(jù)集，然后依據(jù)聚類算法確定數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，進(jìn)而得到未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)樣本點(diǎn)均代表一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)可能的位置信息，聚類中心處于樣本點(diǎn)的密集處，而該未知節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確的位置信息即處于樣本點(diǎn)密集的區(qū)域，故依據(jù)這些聚類中心來計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置信息，能夠排除掉大部分準(zhǔn)確性較低的樣本點(diǎn)，減少計(jì)算量，并提高定位精度。

本發(fā)明還提供了一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位裝置，參見圖4所示，圖4為本發(fā)明提供的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置包括：

跳數(shù)確定模塊1，用于依據(jù)未知節(jié)點(diǎn)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的廣播，確定各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息以及未知節(jié)點(diǎn)與各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值；

單距確定模塊2，用于確定未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離；

數(shù)據(jù)集計(jì)算模塊3，用于依據(jù)位置信息、最小跳數(shù)值以及平均單跳距離采用多邊測(cè)量算法計(jì)算得到未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本數(shù)據(jù)集；數(shù)據(jù)集內(nèi)包括多個(gè)樣本點(diǎn)；

位置計(jì)算模塊4，用于依據(jù)聚類算法確定數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，依據(jù)各個(gè)聚類中心的位置信息得到未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。

本發(fā)明提供了一種節(jié)點(diǎn)定位裝置，確定未知節(jié)點(diǎn)與各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的最小跳數(shù)值、未知節(jié)點(diǎn)接收到的首個(gè)廣播對(duì)應(yīng)的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的平均單跳距離以及各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置信息后，采用多邊測(cè)量算法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置樣本數(shù)據(jù)集，然后依據(jù)聚類算法確定數(shù)據(jù)集內(nèi)樣本點(diǎn)的聚類中心，進(jìn)而得到未知節(jié)點(diǎn)的位置信息。數(shù)據(jù)集中的每一個(gè)樣本點(diǎn)均代表一個(gè)未知節(jié)點(diǎn)可能的位置信息，聚類中心處于樣本點(diǎn)的密集處，而該未知節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確的位置信息即處于樣本點(diǎn)密集的區(qū)域，故依據(jù)這些聚類中心來計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置信息，能夠排除掉大部分準(zhǔn)確性較低的樣本點(diǎn)，減少計(jì)算量，并提高定位精度。

需要說明的是，在本說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。