一种适用于农业无线传感网络节点定位装置的制作方法

本实用新型涉及无线传感网络定位技术领域，具体涉及一种适用于农业无线传感网络节点定位装置。

背景技术：

用于农业的无线传感网络不但要感知农作物生长环境信息，而且要将感知的信息和传感器节点的位置信息结合起来才能为观察者提供更准确的数据信息。目前无线传感网路的定位技术主要有GPS定位、测距定位和预留定位。

GPS定位技术是通过给每个传感器节点配备一个GPS来实现的，虽然能提供高精度的位置信息，但对于大多数无线传感网络是不适用的，尤其是农业无线传感网络。首先，现有的GPS部件非常昂贵，成本接近传感器节点的三倍；其次，GPS耗能高，将可能对无线传感网络生存期产生额外的约束。另外，农业无线传感网络通常是静态的，定位只需要在网络初始化期间执行。因此，对用农业无线传感网络而言，GPS不能实现有效的成本效益。

基于测距的定位技术是给少部分节点安装GPS并将这些节点作为信标节点，网络的待定位节点需要和三个或三个以上信标节点交换信息，根据交换信息估算出待定位节点的位置信息，以此来实现整个无线传感网络的定位。虽然测距技术具有较高的位置估计精确度，但是数据进行优化处理的过程相当复杂，许多定位问题的处理都需要具有强大的处理能力和大容量的存储器。因此，大多数算法不能在处理能力和存储能力受限的传感器节点上有效执行。

基于预留的定位是一种无须测距的定位技术，其算法思想是由待定位节点周围的任意三个信标节点组成三角形，若待定位节点位于三角形内，则标记该三角形，待定位节点被标记三角形的交集区域质心。预留定位技术执行简单，不存在较高的额外通信负载，但由于它未考虑信标节点与待定位节点的距离，因此无法识别所选信标节点的定位价值，所以其定位精度还有很大的改进空间。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种低成本、高精度、简单实用的适用于农业无线传感网络节点定位装置。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种适用于农业无线传感网络节点定位装置，包括以单片机STM32为中心的单片机控制模块，及与单片机控制模块电性连接的GPS模块、按键、液晶显示器和用于通讯的USB接口，以及为单片机控制模块、GPS模块和液晶显示器提供能量的电源模块。

所述GPS模块用于采集位置信息，GPS模块将采集信息通过串口传输给单片机控制模块，所述按键用于向单片机发送控制指令，所述液晶显示器用于实时显示传感器节点的位置信息，所述USB接口用于与传感器节点通信，传输位置信息。

在无线传感网络节点部署初期，利用该装置为网络中所有传感器节点定位。即在部署节点的同时，使用该装置采集本节点的位置信息，并将该信息通过USB传输给传感器节点，传感器节点将此位置信息保存在特定的存储区。无线传感网络节点布置完毕，节点的定位工作也已完成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，设计合理，精度高，不需要给传感器节点安装GPS，也不需要复杂的算法，减少了硬件开支和复杂算法带来的计算上的误差，尤其适用于对无线传感网络成本要求较高的场合。

附图说明

图1为本实用新型方框原理示意图；

图2为本实用新型算法流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1、图2所示，一种适用于农业无线传感网络节点定位装置，包括单片机、GPS模块、按键、液晶显示器、USB口和电源。

GPS模块用于采集传感器节点的位置信息，并将所采集信息通过串口传输给单片机，单片机对其数据进行处理和存储。按键是用于向单片机发送控制命令的，分为“发送”按键和“接收”按键。当按下“发送”按键，单片机即通过USB口向传感器节点发送写命令，通知传感器节点准备接收数据；当按下“接收”按键，单片机向传感器节点发送读命令，通知传感器节点将本节点的位置信息上传给单片机，单片机将所测量传感器节点的位置信息和从传感器节点读取的位置信息同时送液晶显示器显示，以此可以验证测量数据和存储数据是否一致。本实用新型与传感器节点只需一根USB线，即可完成数据传输。

工作方法：

在无线传感网络节点部署初期，即在布置传感器节点的同时，使用USB线将该实用新型与传感器节点连接，该实用新型上电初始化，开始采集当前节点的位置信息，同时在该实用新型的液晶显示器上可以看到采集的位置信息，待数据稳定后，按下该实用新型的“发送”按键，便将此数据传输给传感器节点，传感器节点将标志自己的位置信息保存在特定存储区。为了验证数据是否传输成功或存储数据和测量数据是否一致，本实用新型还可以读取传感器节点所存储的位置信息，在保持该实用新型与传感器节点连接的情况下，只需要按下“接收”按键，便可从液晶显示器上查看所存储数据。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。