专利名称：一种室内声源智能定位方法
技术领域：
本发明涉及数字家庭及智能家居技术领域，具体涉及一种室内声源智能定位方法。
背景技术：
随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(S0C， System on Chip)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络 (Wireless Sensor Networks, WSN)，其以低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、 工业、商业等领域。无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。目前，人们希望能利用无线传感器网络实现室内声源智能定位。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种室内声源智能定位方法，使得可以精确实现室内声源定位。为了实现发明目的，本发明采用的技术方案如下本发明提供一种室内声源智能定位方法，包括在声源定位系统中，通过布置一个四节点的无线传感器网络获取声音到达各个节点的精确时刻；各个节点运行的时间差通通过与汇聚节点的两次握手获得，第一次握手测量节点发送本地时间给汇聚节点，汇聚节点收到完成；第二次握手汇聚节点发送本地时间给测量节点，测量节点收到完成；汇聚节点收到三个测量节点测得的三个到达时刻并发送给终端。可选的，所述方法中根据两节点之间接收到声音信号的时间差转换为距离差，得到一条双曲线；通过三个节点测得的时间差可以得到两条或多条双曲线相交来实现对声源的定位。可选的，系统中声源D(x，y)发出声音后，节点A、B、C接收到声音的时间分别为ta、 tb、t。。假设声音速度为c，存在以下公式
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(x_xbf+ (y= c(ta-h)^{x-xa)2+(y-ya)2-^(X-Xc)2+ 0D2= c{ta-Oy](x-xb)2 + (y-yb)2-^(x-xcf + (y-yc)2 =c(tb-tc)用最小二乘规划可以求D的最优化位置。
4.根据权利要求1或2所述的室内声源智能定位方法，其特征在于所述方法采用LEPS路由协议，通过节点间发送邻居信息，建立到汇聚sink节点的最短通信路径。
5.根据权利要求4所述的室内声源智能定位方法，其特征在于从汇聚节点开始，所有节点周期性地广播自己的路由状态，节点根据路由状态信息建立起以汇聚节点为根节点的树型拓扑。节点广播的路由状态信息包括节点自身的ID、到汇聚节点的跳数、到邻居节点的链路质量评估信息及消息编号。
6.根据权利要求5所述的室内声源智能定位方法，其特征在于所有节点在接收到路由状态广播后，都将该信息保存到路由表中，节点定期检查路由表，在kndEst和RcvEst都在1/10以上且Est值大于1/6的邻居节点中选择跳数最小的作为父节点；如果有多个最小跳数相等的节点，则选择由链路质量评估算法计算出的链路质量最好 (即Est值最大)的作为父节点。
全文摘要
本发明公开一种室内声源智能定位方法。该方法包括在声源定位系统中，通过布置一个四节点的无线传感器网络获取声音到达各个节点的精确时刻；各个节点运行的时间差通通过与汇聚节点的两次握手获得，第一次握手测量节点发送本地时间给汇聚节点，汇聚节点收到完成；第二次握手汇聚节点发送本地时间给测量节点，测量节点收到完成；汇聚节点收到三个测量节点测得的三个到达时刻并发送给终端。本发明方案使用无线定位技术，省去了布线的繁琐，仅用3个节点实现定位，成本低廉，使节点的通信距离大大增加，测量范围非常广阔。
文档编号G01S5/30GK102411139SQ20111020255
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者刘海亮, 杨艾琳 申请人:中山大学深圳研究院