本實(shí)用新型涉及無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位裝置。

背景技術(shù)：

用于農(nóng)業(yè)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)不但要感知農(nóng)作物生長環(huán)境信息，而且要將感知的信息和傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息結(jié)合起來才能為觀察者提供更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。目前無線傳感網(wǎng)路的定位技術(shù)主要有GPS定位、測距定位和預(yù)留定位。

GPS定位技術(shù)是通過給每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)配備一個(gè)GPS來實(shí)現(xiàn)的，雖然能提供高精度的位置信息，但對于大多數(shù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)是不適用的，尤其是農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)。首先，現(xiàn)有的GPS部件非常昂貴，成本接近傳感器節(jié)點(diǎn)的三倍；其次，GPS耗能高，將可能對無線傳感網(wǎng)絡(luò)生存期產(chǎn)生額外的約束。另外，農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)通常是靜態(tài)的，定位只需要在網(wǎng)絡(luò)初始化期間執(zhí)行。因此，對用農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)而言，GPS不能實(shí)現(xiàn)有效的成本效益。

基于測距的定位技術(shù)是給少部分節(jié)點(diǎn)安裝GPS并將這些節(jié)點(diǎn)作為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的待定位節(jié)點(diǎn)需要和三個(gè)或三個(gè)以上信標(biāo)節(jié)點(diǎn)交換信息，根據(jù)交換信息估算出待定位節(jié)點(diǎn)的位置信息，以此來實(shí)現(xiàn)整個(gè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)的定位。雖然測距技術(shù)具有較高的位置估計(jì)精確度，但是數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理的過程相當(dāng)復(fù)雜，許多定位問題的處理都需要具有強(qiáng)大的處理能力和大容量的存儲器。因此，大多數(shù)算法不能在處理能力和存儲能力受限的傳感器節(jié)點(diǎn)上有效執(zhí)行。

基于預(yù)留的定位是一種無須測距的定位技術(shù)，其算法思想是由待定位節(jié)點(diǎn)周圍的任意三個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)組成三角形，若待定位節(jié)點(diǎn)位于三角形內(nèi)，則標(biāo)記該三角形，待定位節(jié)點(diǎn)被標(biāo)記三角形的交集區(qū)域質(zhì)心。預(yù)留定位技術(shù)執(zhí)行簡單，不存在較高的額外通信負(fù)載，但由于它未考慮信標(biāo)節(jié)點(diǎn)與待定位節(jié)點(diǎn)的距離，因此無法識別所選信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位價(jià)值，所以其定位精度還有很大的改進(jìn)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種低成本、高精度、簡單實(shí)用的適用于農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位裝置。

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種適用于農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位裝置，包括以單片機(jī)STM32為中心的單片機(jī)控制模塊，及與單片機(jī)控制模塊電性連接的GPS模塊、按鍵、液晶顯示器和用于通訊的USB接口，以及為單片機(jī)控制模塊、GPS模塊和液晶顯示器提供能量的電源模塊。

所述GPS模塊用于采集位置信息，GPS模塊將采集信息通過串口傳輸給單片機(jī)控制模塊，所述按鍵用于向單片機(jī)發(fā)送控制指令，所述液晶顯示器用于實(shí)時(shí)顯示傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息，所述USB接口用于與傳感器節(jié)點(diǎn)通信，傳輸位置信息。

在無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署初期，利用該裝置為網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點(diǎn)定位。即在部署節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，使用該裝置采集本節(jié)點(diǎn)的位置信息，并將該信息通過USB傳輸給傳感器節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)將此位置信息保存在特定的存儲區(qū)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置完畢，節(jié)點(diǎn)的定位工作也已完成。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，精度高，不需要給傳感器節(jié)點(diǎn)安裝GPS，也不需要復(fù)雜的算法，減少了硬件開支和復(fù)雜算法帶來的計(jì)算上的誤差，尤其適用于對無線傳感網(wǎng)絡(luò)成本要求較高的場合。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型方框原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型算法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

如圖1、圖2所示，一種適用于農(nóng)業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位裝置，包括單片機(jī)、GPS模塊、按鍵、液晶顯示器、USB口和電源。

GPS模塊用于采集傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息，并將所采集信息通過串口傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)對其數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲。按鍵是用于向單片機(jī)發(fā)送控制命令的，分為“發(fā)送”按鍵和“接收”按鍵。當(dāng)按下“發(fā)送”按鍵，單片機(jī)即通過USB口向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送寫命令，通知傳感器節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù)；當(dāng)按下“接收”按鍵，單片機(jī)向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送讀命令，通知傳感器節(jié)點(diǎn)將本節(jié)點(diǎn)的位置信息上傳給單片機(jī)，單片機(jī)將所測量傳感器節(jié)點(diǎn)的位置信息和從傳感器節(jié)點(diǎn)讀取的位置信息同時(shí)送液晶顯示器顯示，以此可以驗(yàn)證測量數(shù)據(jù)和存儲數(shù)據(jù)是否一致。本實(shí)用新型與傳感器節(jié)點(diǎn)只需一根USB線，即可完成數(shù)據(jù)傳輸。

工作方法：

在無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署初期，即在布置傳感器節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，使用USB線將該實(shí)用新型與傳感器節(jié)點(diǎn)連接，該實(shí)用新型上電初始化，開始采集當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的位置信息，同時(shí)在該實(shí)用新型的液晶顯示器上可以看到采集的位置信息，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，按下該實(shí)用新型的“發(fā)送”按鍵，便將此數(shù)據(jù)傳輸給傳感器節(jié)點(diǎn)，傳感器節(jié)點(diǎn)將標(biāo)志自己的位置信息保存在特定存儲區(qū)。為了驗(yàn)證數(shù)據(jù)是否傳輸成功或存儲數(shù)據(jù)和測量數(shù)據(jù)是否一致，本實(shí)用新型還可以讀取傳感器節(jié)點(diǎn)所存儲的位置信息，在保持該實(shí)用新型與傳感器節(jié)點(diǎn)連接的情況下，只需要按下“接收”按鍵，便可從液晶顯示器上查看所存儲數(shù)據(jù)。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。