专利名称：确定传感器网络节点位置信息的方法及相关设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线传感器网络及通信技术领域，尤其涉及一种确定传感器网络节点 位置信息的方法及一种确定传感器网络节点位置信息的设备。
背景技术：
随着近年微电子技术、微电子机械系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)技术的快速发展，使得设计、制造和应用具备感知功能和无线通信功能的低功耗传 感器成为可能。基于传感器的无线传感器网络也应运而生。可以预见，无线传感器网络在 医疗、公共安全、军事及预定监控等领域都有广泛的应用前景。只要在可能发生事件的地点 附近部署无线传感器，就可以收集到感兴趣的信息。
在无线传感器网络中，通常包括传感器节点、簇头节点和汇聚节点三种类型的传 感器网络节点，其中传感器节点(Sensor Node)配备有各种类型的传感器、用于对周边预 定参数进行检测，其中预定参数包括温度、湿度、特定气体分子浓度等环境参数和空余停车 位数量等其他参数；簇头节点(CH，Cluster Head)作为局部区域数据的收集节点，用于收 集簇内的传感器节点(即预定区域内与该簇头节点关联的传感器节点)获取到的检测数 据，并将收集到的检测数据发送给汇聚节点或接入的以太网或移动通信网络，簇头节点将 收集到的检测数据发送给汇聚节点或接入网络之前还可以对数据进行融合处理，簇头节点 之间可以通过多跳方式把检测数据发送给汇聚节点和接入网络；汇聚节点用于在簇头节 点较为密集的区域收集传感器节点或簇头节点发送的检测数据，并通过接入的以太网或移 动通信网络将检测数据发送给应用服务器。汇聚节点可以分为固定汇聚节点(FSN，Fixed Sink Node)和移动汇聚节点(MSN，Mobile SinkNode)。簇头节点和汇聚节点属于中继节 点ο
显然，在无线传感器网络中，检测数据的位置信息，换言之检测到所述检测数据的 传感器节点的位置信息是至关重要的，如果没有位置信息或没有相对准确的位置信息，传 感器节点检测到的检测数据是没有意义的。例如，对于火灾报警来说，如果监控人员仅仅只 能从应用服务器获知发生了火灾，而不能获知发生火灾的位置信息，如只能知道本市发生 了火灾，而不知道是那个街道、小区或建筑物附近发生了火灾是没有意义的，也就无法对应 进行及时有效的应对处理措施。
在现有方案中，采用以下方式确定传感器节点的位置信息
第一、在部署传感器节点时，将位置信息预设在传感器节点中，后续传感器节点在 发生检测数据时将预设的位置信息携带在检测数据中发送给簇头节点或汇聚节点；
第二、在传感器节点中安装全球定位系统(GPS，Global Positioning Systems)接 收机或其他定位装置，使得传感器节点可以获知自身的位置信息，后续传感器节点在发送 检测数据时将预设的位置信息携带在检测数据中发送给簇头节点或汇聚节点。
对于上述第一种方式而言，由于传感器节点的数量较多，在每个传感器节点中都 预设位置信息操作较为复杂，此外不利于传感器节点的重复使用，因为当一个传感器节点需要重新部署到其他区域时都需要重新设置位置信息；
对于上述第二种方式而言，由于GPS接收机或其他定位装置工作时，自身需要大 量的能源供应，而由于传感器节点经常部署于偏僻或人员不易到达的特殊地点上，经常性 的更换提供能源的电池等供电设备所需的操作将极为繁琐，因而可行性不高，此外通常传 感器节点的体积都比较小，在传感器节点中安装GPS接收机等定位装置会增加传感器节点 的体积，实施难度较大，而且成本也很高。发明内容
本发明实施例提供一种确定传感器网络节点位置信息的方法，用以解决现有技术 操作繁琐，实施难度大的问题。
对应地，本发明实施例还提供了一种确定传感器网络节点位置信息的装置。
本发明实施例提供的技术方案如下
一种确定传感器网络节点位置信息的方法包括
接收到传感器网络节点发来的检测数据后，获取所述传感器网络节点对应的基站 的位置信息；并
将获取到的所述基站的位置信息作为所述传感器网络节点的位置信息。
一种确定传感器网络节点位置信息的设备，包括
接收单元，用于接收到传感器网络节点发来的检测数据；
获取单元，用于在接收单元接收到传感器网络节点发来的检测数据后，获取所述 传感器网络节点对应的基站的位置信息；
确定单元，用于将获取单元获取到的所述基站的位置信息作为所述传感器网络节 点的位置信息。
本发明实施例通过基站在接收到传感器网络节点发来的检测数据后，确定自身的 位置信息，并将确定出的基站自身的位置信息作为发送所述检测数据的传感器网络节点的 位置信息。利用现有的移动通信网络的定位功能来确定无线传感器网络中各类节点的位置 信息，无需预先在传感器网络节点中设置位置信息、或安装定位装置，从而解决了现有技术 在确定传感器网络节点位置信息时操作复杂、可实施性差的问题，提供了可行的确定传感 器网络节点位置信息的方案。
图1为本发明实施例的主要实现原理流程图2为本发明实施例确定传感器网络节点位置信息的过程流程图3为利用基于位置的业务确定基站位置信息的流程图4为本发明实施例提供的确定传感器网络节点位置信息的设备的结构示意图5为本发明实施例提供的另一种确定传感器网络节点位置信息的设备的结构 示意图。
具体实施方式
现有的确定传感器节点位置信息的方案存在操作复杂的问题。考虑到目前包括GSM、IS-95等2G网络和TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000、WiMAX等3G网络在内的移动通信网络 具有基础设施完善，覆盖范围广的优点，本发明实施例提供了一种利用移动通信网来确定 传感器节点的位置信息的方案。
在现有的移动通信网络中，基于位置的业务(LBS，Location Based Service)已成 为一种常用而且重要的业务。基于位置的业务可以通过移动通信网络中的位置功能实体向 用户提供该用户当前所处位置信息，例如电子导航业务就属于基于位置的业务。
现有的移动通信网中基站或其他接入设备的部署密度可以达到每相隔100 200 米就设有一个基站，对于很多需求来讲，100 200米的定位误差是完全可以被接受的，例 如差别在100 200米的两个地点在湿度、反映预定污染程度的特殊气体分子密度等方面 差异是可以被忽略的。
基于上述思想，本发明实施例提出中继节点将收集到的传感器节点检测到的检测 数据发送给对应的基站，基站接收到检测数据后，进一步确定自身的位置信息，然后将所述 基站的位置信息作为对应的传感器节点的位置信息，提供了简单可行地确定传感器节点位 置信息的方案。
下面结合各个附图对本发明实施例技术方案的主要实现原理具体实施方式
及其 对应能够达到的有益效果进行详细的阐述。
如图1所示，本发明实施例的主要实现原理流程如下
步骤10，基站、中继节点或其他移动通信网络设备接收传感器网络节点发来的检 测数据，进入步骤20;
步骤20，接收到的检测数据后，确定发送检测数据的传感器网络节点对应的基站 的位置信息；
步骤30，将步骤20确定出的位置信息作为所述传感器网络节点的位置信息。
下面将依据本发明上述发明原理，详细介绍两个实施例来对本发明方法的主要实 现原理进行详细的阐述和说明。
实施例一
附图2为本发明实施例一提出的确定传感器网络节点位置信息的过程流程图。
步骤21，中继节点接收到传感器节点发来的检测数据，具体包括簇头节点接收到 簇内的传感器节点发来的检测数据、或者汇聚节点接收到簇头节点发来的检测数据，所述 检测数据是传感器节点检测到的。可以设定传感器节点将检测到的检测预定参数周期性的 上报给簇头节点；或者根据簇头节点的指示上报检测到的检测数据，例如簇头节点向簇内 的传感器节点发送CH_HELL0消息，传感器节点接收到CH_HELL0消息后，将检测到的检测数 据发送给所述簇头节点；
步骤22，中继节点将传感器节点发来的检测数据发送给对应的基站，所述对应的 基站可以为中继节点的接入基站，其中接入基站是指中继节点根据各个基站的通信质量， 将通信质量最佳的基站作为为该中继节点服务的基站，在这种情况下，传感器节点被重新 设置在其他地点时无需任何人工重新设置参数的操作；所述对应的基站也可以为人为预先 指定的传感器网络节点对应的基站，在这种情况下，在中继节点与对应的基站没有建立通 信链接时，可以通过多跳的方式，即通过其他中继节点转发的方式，将检测数据发送给对应 的基站；
预先指定传感器网络节点与移动网络中基站的对应关系，设定方法可以为由配置 人员人工设定各个传感器网络节点对应的基站，并将对应关系保存于传感器网络节点中， 例如(1)传感器节点中保存有该传感器节点对应的基站的基站标识，后续传感器节点将对 应的基站标识包含在检测到的检测数据中发送给簇头节点等中继节点，中继节点根据检测 数据中包含的基站标识，通过多跳等方式发送给所述基站标识代表的基站；或者( 簇头 节点中保存有簇内的各个传感器节点与基站的对应关系，后续接收到传感器节点发来的检 测数据后，查找到发送检测数据的传感器节点对应的基站，并将接收到的检测数据发送给 查找到的对应的基站；或者C3)簇头节点中保存有该簇头节点对应的基站标识，在该簇头 节点接收到簇内的传感器节点发来的检测数据后，将接收到的检测数据发送给该簇头节点 对应的基站标识代表的基站；与此类似的其他设定并保存传感器网络节点与移动网络中基 站的对应关系的方式在这里不再详述。
请参照表1，为基站与传感器节点的对应关系
基站标识传感器节点标识ΒΝ0. 1SN1、SN2、SN3ΒΝ0. 2SN4、SN5
通过上述人为方式指定传感器节点对应的基站的优点在于，在一些情况下通信质 量最佳的基站并非是与传感器网络节点地理距离最近的节点，这样可以在后续过程中更为 准确的确定传感器网络节点的位置信息。
步骤23，基站接收到包括簇头节点在内的中继节点发来的检测数据后，确定所述 基站自身的位置信息；
步骤M，基站将步骤23确定出的自身的位置信息作为检测到上述检测数据的传 感器节点的位置信息，进入步骤25 ；
步骤25，基站基于与无线传感器网络通信的协议格式，解析步骤22接收到的检测 数据，将步骤M确定出的传感器节点的位置信息写入该检测数据中用于记录位置信息的 字段，以此在检测数据中附加位置信息；
步骤沈，基站通过移动通信网络、或者移动通信网络连接的核心网将步骤25中已 附加位置信息的检测数据发送给需要传感器检测到的检测数据的应用服务器，以供监控人 员进行后续的分析处理。
在上述步骤M中，基站还可以将自身的位置信息作为发送或转发检测数据的包 括簇头节点在内的中继节点的位置信息。
上述步骤21至M可以实现确定传感器网络节点位置信息的目的。
在上述步骤23中，基站接收到包括簇头节点在内的中继节点发来的检测数据后， 还可以判断是否需要在该检测数据中附加位置信息，具体的判断方法如下
为了避免确定传感器网络节点的位置信息给基站带来的过大的负荷，在基站中可 以保存传感器网络节点标识列表，在基站当前负荷超过一定阈值时，基站判断接收到的所 述检测数据中包含的传感器网络节点标识是否在所述传感器网络节点标识列表中，若是，通过步骤M至步骤沈来确定传感器网络节点的位置信息，否则不进行确定传感器网络节 点的上述处理步骤；或者，
在检测数据中包含有用于标明是否需要在该检测数据中附加位置信息的预定标 识，对于部分已具备定位功能的传感器网络节点发送的已包含位置信息的检测数据，再次 确定传感器网络节点的位置信息是不必要的，因此传感器网络节点可以在发送检测数据时 将上述预定标识设置为不需要附加位置信息。基站通过读取接收到的检测数据中的上述预 定标识来确定是否需要附加位置信息，若是，通过步骤24至步骤沈来确定传感器网络节点 的位置信息，否则不进行确定传感器网络节点的上述处理步骤，以减轻基站的工作负荷。
在上述步骤23中，基站可以利用以下方式来确定自身的位置信息
通常很多基站都具有GPS接收机等定位装置，因此基站可以使用自身的定位装置 来确定自身的位置信息；
基站还可以利用基于位置的业务来确定自身的位置信息，具体过程请参照附图 3
步骤31，基站向接入网关等网络接入设备发起LBS业务请求，所述LBS业务请求中 包含该基站的基站标识，例如该基站覆盖范围的小区标识Cell ID等；
步骤32，接入网关等网络接入设备接收到基站发送的LBS业务请求后，向移动网 络中的定位业务平台(LSP，Location Service Platform)等定位应用服务器转发该LBS业 务请求；
步骤33，定位业务平台LSP接收到接入网关发来的LBS业务请求后，向移动通信网 络中的定位功能实体发送网络定位请求，该网络定位请求中包含所述基站标识，例如Cell ID ；
步骤34，移动通信网络中的定位功能实体根据LSP发来的网络定位请求，在根据 网络定位请求中包含的基站标识，确定出基站的位置信息后，例如位置信息可以为经纬度 信息等，将包含确定出的位置信息的网络定位响应发送给定位业务平台LSP ；
步骤35，定位业务平台LSP从接收到的网络定位响应中获取位置信息，并将包含 获取到的位置信息的LBS业务响应发送给所述基站对应的接入网关等网络接入设备；
步骤36，接入网关等网络接入设备将包含位置信息的LBS业务响应转发给发送对 应LBS业务请求的基站。
在目前现有的基于位置的业务通常都是由用户发起的，移动网络通过用户的归属 位置寄存器(HLR，Home Location Register)或者3GPP规范定义的Lh和Lg接口来获得为 该用户服务的小区标识Cell ID，再通过确定覆盖范围为Cell ID所标识的小区的基站的位 置信息来确定用户当前的位置信息，因此在上述确定基站位置信息的步骤中省略了现有的 基于位置的业务中获取用户的Cell ID的步骤。
另外，LSP还包含有服务移动定位中心(SMLC，ServingMobile Location Center) 单元，该SMLC单元用于存储Cell ID与位置信息(例如经纬度信息)的对应关系，在上述 步骤32中LSP接收到接入网关发来的LBS业务请求时，在向网络中的定位功能实体发送网 络定位请求之前，首先查找自身是否已存储有接收到的LBS业务请求中包含的Cell ID对 应的位置信息，若自身已存储有LBS业务请求中包含的Cell ID对应的位置信息，则无需再 向网络中的定位功能实体发送网络定位请求，即无需进行步骤33和步骤34，在步骤35中将包含查找到的位置信息的LBS业务响应发送给所述基站对应的接入网关等网络接入设备 即可，以减少网络传输资源的浪费。
本发明实施例提供的确定传感器网络节点位置信息的方案同样也适用于与移动 通信网络存在通信链接、但不具有用户标识，例如MSISDN的设备的位置信息。
本发明实施例通过基站在接收到传感器网络节点发来的检测数据后，确定自身的 位置信息，并将确定出的基站自身的位置信息作为发送所述检测数据的传感器网络节点的 位置信息。该确定传感器网络节点的位置信息的方案由于无需人为在传感器节点中配置位 置信息，因而减轻了处理的繁琐性；另外也无需在传感器节点中增加GPS接收机等定位装 置，不但不会增加传感器节点的体积，也不会增加额外的成本，无需经常性的更换传感器节 点的供电设备，并且适合传感器节点重复使用的情况。
实施例二
在实施例一中是由基站或移动通信网络接入设备来确定接收到的检测数据的位 置信息，并在该检测数据中附加位置信息的。本实施例提供了由中继节点来确定接收到的 检测数据的位置信息，并在该检测数据中附加位置信息的方案。
包括簇头节点、汇聚节点在内中继节点接收到其他传感器网络节点发来的检测数 据后，确定发送该检测数据的传感器网络节点对应的基站，具体的确定方式可以为
中继节点根据接收到的检测数据中包含的传感器网络节点的标识，从预先存储的 传感器网络节点与基站标识的对应关系中选择出接收到的检测数据中包含的传感器网络 节点的标识对应的基站标识，将选择出的基站标识对应的基站作为发送该检测数据的传感 器网络节点对应的基站，其中预先存储的传感器网络节点与基站标识的对应关系与实施例 一中步骤22中的描述相类似，在这里不再详述；
或者，中继节点将自身所处位置上提供的通信质量最佳的基站作为确定发送该检 测数据的传感器网络节点对应的基站。
在中继节点确定出发送该检测数据的传感器网络节点对应的基站后，获取确定出 的基站的位置信息，具体的获取基站位置信息的方式如下
中继节点向确定出的基站发送定位业务请求，并从该基站反馈的定位业务响应中 获取定位业务响应中包含的该基站的位置信息，其中基站反馈的定位业务响应中包含的位 置信息是基站在接收到中继节点发送的定位业务请求后，依照与实施例一中步骤23相似 的方案确定出的自身的位置信息。
中继节点从基站反馈的定位业务响应中获取到该基站的位置信息后，将获取到的 位置信息作为发送上述检测数据的传感器网络节点的位置信息。
较佳地，中继节点在确定出发送上述检测数据的传感器网络节点的位置信息后， 还可以将确定出的传感器网络节点的位置信息附加在检测数据中，并将已附加位置信息的 检测数据发送给需要检测数据的应用服务器。
相应地，本发明实施例还提供了一种确定传感器网络节点位置信息的设备，如图4 所示，该设备包括接收单元401、获取单元402、确定单元403，具体如下
接收单元401，用于接收传感器网络节点发来的检测数据；
获取单元402，用于在接收单元401接收到检测数据后，获取所述传感器网络节点 对应的基站的位置信息；
确定单元403，用于将获取单元402确定出的所述基站的位置信息作为发送所述 检测数据的所述传感器网络节点的位置信息。
较佳地，附图4中的设备还包括附加单元404和发送单元405，其中
附加单元404，用于将确定单元403确定的位置信息附加在接收单元401接收到的 检测数据中；
发送单元405，用于将已附加位置信息的检测数据发送给需要检测数据的应用服 务器。
在上述确定传感器网络节点位置信息的设备为所述传感器网络节点对应的基站 时，该设备中的获取单元402用于获取自身的位置信息；
较佳地，请参照附图5，在附图4中的确定传感器网络节点位置信息的设备为传感 器网络节点对应的基站时，该设备还包括判断单元501，用于在接收单元401接收到所述检 测数据后，判断是否需要在接收到的检测数据中附加位置信息；
在判断单元501确定出需要在接收到的检测数据中附加位置信息时，获取单元 402和确定单元403分别执行对应的处理，在判断单元501确定出无需在接收到的检测数据 中附加位置信息时，获取单元402、确定单元403、附加单元404可以不执行对应的处理，直 接将接收单元401接收到的检测数据发送给需要检测数据的应用服务器。
与基站类似，上述确定传感器网络节点位置信息的设备可以为其他移动通信网络 接入设备。
在上述确定传感器网络节点位置信息的设备为中继节点时，该设备中的获取单元 402用于向传感器网络节点对应的基站发送定位请求，并从对应的定位响应中获取位置信 息。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种确定传感器网络节点位置信息的方法，其特征在于，包括接收到传感器网络节点发来的检测数据后，获取所述传感器网络节点对应的基站的位 置信息；并将获取到的所述基站的位置信息作为所述传感器网络节点的位置信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站为所述传感器网络节点所处位置 上通信质量最佳的基站，或所述基站为预先指定的所述传感器网络节点的对应接入基站。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将获取到的所述基站的位置信息作为所 述传感器网络节点的位置信息后，还包括将所述传感器网络节点的位置信息附加在接收到的检测数据中，以及将已附加位置信息的检测数据发送给需要检测数据的应用服务器。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述传感器网络节点对 应的基站为传输所述检测数据的基站；则所述接收到传感器网络节点发来的检测数据后，获取所述传感器网络节点对应的基 站的位置信息包括所述传输检测数据的基站接收到传感器网络节点发来的检测数据后，获取自身的位置 fn息ο
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传输检测数据的基站接收到传感器网 络节点发来的检测数据后，在确定出需要在接收到的检测数据中附加位置信息时，确定自 身的位置信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传输检测数据的基站确定是否需要在 接收到的检测数据中附加位置信息，具体包括所述传输检测数据的基站获取接收到的检测数据中包含的传感器网络节点标识，以及根据获取到的传感器网络节点标识和预先存储的是否需要确定各个传感器网络节点 标识对应的传感器网络节点发来的检测数据中附加位置信息的信息，确定是否应向接收到 的检测数据中附加位置信息。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传输检测数据的基站确定是否需要在 接收到的检测数据中附加位置信息，具体包括所述传输检测数据的基站判断接收到的检测数据中是否包含预定标识；并在接收到的检测数据中包含所述预定标识时，确定需要在接收到的检测数据中附加位 置信息，以及在接收到的检测数据中未包含所述预定标识时，确定无需在接收到的检测数据中附加位置信息。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传输检测数据的基站获取自身的位置 信息，具体包括所述传输检测数据的基站通过接入网关向定位业务服务器发送定位业务请求，所述定 位业务请求中携带有所述基站的基站标识；以及接收定位业务服务器通过接入网关发来的包含位置信息的对应的定位业务响应，所述 定位业务响应中包含的位置信息为定位业务服务器根据所述定位业务请求中包含的基站标识，从定位功能实体中获取到的；所述传输检测数据的基站从接收到的定位业务响应中获取所述位置信息。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传输检测数据的基站获取自身的位置 信息，具体包括所述传输检测数据的基站通过接入网关向定位业务服务器发送定位业务请求，所述定 位业务请求中包含所述基站的基站标识，以及接收所述定位业务服务器通过接入网关发来的包含有位置信息的定位业务响应，所 述定位业务响应中包含的位置信息为定位业务服务器根据定位业务请求中包含的基站标 识，从自身存储的基站标识与位置信息的对应关系中查找到的所述基站标识对应的位置信 息；所述传输检测数据的基站从接收到的定位业务响应中获取所述位置信息。
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述传输检测数据的基站利用自身安装的 定位装置确定自身的位置信息。
11.如权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，中继节点接收到传感 器网络节点发来的检测数据后，获取所述传感器网络节点对应的基站的位置信息。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，中继节点获取所述传感器网络节点对应 的基站的位置信息，具体包括中继节点向传感器网络节点对应的基站发送定位业务请求，以及从所述基站发来的对应的定位业务响应中获取位置信息，所述位置信息为所述基站基 于基站的基站标识，通过向定位业务服务器发起的定位过程确定出的，或所述基站利用自 身安装的定位装置确定出自身的位置信息。
13.一种确定传感器网络节点位置信息的设备，其特征在于，包括接收单元，用于接收到传感器网络节点发来的检测数据；获取单元，用于在接收单元接收到传感器网络节点发来的检测数据后，获取所述传感 器网络节点对应的基站的位置信息；确定单元，用于将获取单元获取到的所述基站的位置信息作为所述传感器网络节点的 位置信息。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，还包括附加单元，用于将所述传感器网络节点的位置信息附加在接收到的检测数据中；发送单元，用于将已附加位置信息的检测数据发送给需要检测数据的应用服务器。
全文摘要
本发明公开了一种确定传感器网络节点位置信息的方法及相关设备，用以解决现有技术操作繁琐，实施难度大的问题。该方法包括接收到传感器网络节点发来的检测数据后，获取所述传感器网络节点对应的基站的位置信息；并将获取到的所述基站的位置信息作为所述传感器网络节点的位置信息。
文档编号H04W64/00GK102036369SQ20091019690
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者施文灿, 李平 申请人:中国移动通信集团上海有限公司