通信的距离，自动调节AGC模块5的增益，完成数据通信，由于通 信过程中节点能耗的70% -80%消耗在收发器，本发明可以大大节省节点能量消耗。
[0037] 电源管理模块2能够实时检测电源模块1储能状况，按" ％ "反馈给MCU模块4， MCU模块4以此决定该节点的工作模式：①标准、②节能、③备用。由MCU模块4决定使电 能充足的节点承担更多任务，电能不足节点只发送本节点感知信息或不承担中继任务，从 而满足不同应用的需要，延长整网的实验寿命。
[0038] 当节点剩余电能在50%以上，贝lj为标准工作模式，承担本节点的数据采集以及其 他节点的数据中继任务；如节点剩余电能在50% -25%区间，节点工作进入节能模式，只承 担本节点的数据采集以及"必要型"数据中继任务，所谓"必要型"中继，指的是当本节点作 为中继器时的多跳路径选择，其效率大大优于邻近替代节点作为中继器的路径选择；如节 点剩余电能在25%以下，节点工作进入备用模式，只承担本节点的数据采集以及"唯一型" 数据中继任务，所谓"唯一型"中继，指的是只有当本节点作为中继器时通信连接才能正常 进行，否则通信失败。该节点定位技术不依赖于网络拓扑结构，每个节点可以自行完成本节 点覆盖范围内对未知节点的定位，可以大大减轻网络的定位负担，迅速、准确的完成整网的 定位，随时根据需要，将所有锚点信息的定位数据共享，完成全网的节点定位和拓扑显示。
[0039] 本发明提供的一种低功耗无线传感器网络节点定位方法，包括如下步骤：
[0040] 步骤1 :MCU模块4控制AGC模块5依次将携带自身锚点地址以不同功率信息发射 给射频功率放大器6 ;
[0041] 步骤2 :射频功率放大器6将信息增益后通过无线收发器7和天线8进行广播；
[0042] 步骤3 :收到广播信息的未知节点将含本节点地址的广播信息通过天线8发送给 无线收发器7 ;
[0043] 步骤4 :MCU模块4根据接收到的广播信息的先后次序完成未知节点的位置标注， 并滤除已经完成标注的节点。
[0044] 实施例1
[0045]AGC模块5依次发射功率调节值分别为+5dBm，+10dBm、+15dBm的信号。在某一固 定增益下，锚点向周围未知节点进行不跳转式广播，其定位搜索结果如图2所示。锚点将携 带本锚点地址的信息进行广播，收到本次广播信息的未知节点向锚点回复广播信息，并将 本节点地址发送给锚点，依据接收信息的先后次序完成该节点的位置标注。本次广播信息 不进行中继和转发，未接到本次广播的节点则不在本次定位范围之内。
[0046]固定增益下，节点标注完成后存入专用的定位信息寄存器中。然后，改变增益，再 次进行锚点不中继和转发式广播，搜索本次此时本锚点探测到的未知节点位置，并滤除已 经完成标注的节点，则剩余节点为本次广播的定位节点。根据图2所示，得到表1 :单锚点 下的节点定位信息表。
[0047] 表1:单锚点下的节点定位信息表
[0048]
[0049] 表1中，A段为+5dBm下的广播搜索结果，依据控制器收到的回执信息先后次序， 分别标注为Al、A1. 1、A1. 2, A1为距离锚点1最近者。B段为+10dBm下，去掉已经标注的A 段节点信息，搜索到的节点分别为B1、B1. 1、B1.2。以后以此类推。如果A段标注的节点数 量过多，不便识别，则减小发射增益，缩小识别圈。
[0050] 实施例2
[0051] 采用单锚点的定位方法，分别对锚点1和锚点2进行定位搜索，定位搜索结果如图 3所示，其中锚点定位搜索的节点位置和其他锚点定位搜索重合的节点称为交叉节点，只有 本锚点能定位搜索到的节点称为独立节点。根据图3所示，得到表2 :多锚点下的节点定位 信息表。
[0052] 表2 :多锚点下的节点定位信息表
[0053]
[0054] 本发明增加了AGC模块5,可以使得节点间通信的功耗以及定位由以前的固定值， 变成可以灵活变换的值，由此及可以减小能量损耗，也可以使得网络的定位更加灵活、智能 化；电源管理模块2通过检测电源的储能情况，来决定节点的工作模式，从而降低系统能 耗，延长网络的生命周期。
[0055] 本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在 不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不 应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
【主权项】
1. 一种低功耗的无线传感器网络节点定位系统，其特征在于，包括电源模块、电源管理 模块、无线传感器模块、MCU模块、AGC模块、射频功率放大器、无线收发器和天线； 所述电源模块通过所述电源管理模块连接所述MCU模块，所述无线传感器模块连接所 述MCU模块，所述MCU模块通过所述AGC模块连接所述射频功率放大器，所述射频功率放大 器通过所述无线收发器连接所述天线； 所述电源模块，用于提供电源； 所述电源管理模块，用于检测电源的储能情况，并将检测结果发送给MCU模块； 所述MCU模块，用于控制所述AGC模块的增益以及节点的工作模式； 所述AGC模块，用于根据所述MCU模块的控制指令控制信号的发射功率； 所述射频功率放大器，用于放大收发信号的功率； 所述无线收发器和天线，用于无线数据传输。2. -种低功耗无线传感器网络节点定位方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤I :MCU模块控制AGC模块依次将携带自身锚点地址以不同功率信息发射给射频功 率放大器； 步骤2 :所述射频功率放大器将所述信息增益后通过无线收发器和天线进行广播； 步骤3 :收到所述广播信息的未知节点将含本节点地址的广播信息通过所述天线发送 给所述无线收发器； 步骤4 :所述MCU模块根据接收到的所述广播信息的先后次序完成所述未知节点的位 置标注，并滤除已经完成标注的节点。
【专利摘要】本发明提供了一种低功耗的无线传感器网络节点定位系统及其方法，该系统包括电源模块、电源管理模块、无线传感器模块、MCU模块、AGC模块、射频功率放大器、无线收发器和天线；电源模块通过电源管理模块连接MCU模块，无线传感器模块连接MCU模块，MCU模块通过AGC模块连接射频功率放大器，射频功率放大器通过无线收发器连接天线。本发明增加了AGC模块，可以使得节点间通信的功耗以及定位由以前的固定值，变成可以灵活变换的值，由此及可以减小能量损耗，也可以使得网络的定位更加灵活、智能化；电源管理模块通过检测电源的储能情况，来决定节点的工作模式，从而降低系统能耗，延长网络的生命周期。
【IPC分类】H04W52/52, H04W52/02, H04W64/00
【公开号】CN105050166
【申请号】CN201510278077
【发明人】肖景, 贺达江, 杨会平, 杨恒玲, 朱俊标, 张学斌
【申请人】怀化学院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月27日