一種基于rssi動(dòng)態(tài)路徑損耗的定位方法
【專利摘要】一種基于RSSI動(dòng)態(tài)路徑損耗的定位方法，步驟如下：通過與讀卡器i距離相近的k個(gè)讀卡器計(jì)算出讀卡器i所在環(huán)境的路徑損耗指數(shù)；重復(fù)步驟(1)，將求得的每個(gè)n值與對應(yīng)的RSSI值記錄在數(shù)據(jù)庫中；在特定環(huán)境中布置讀卡器，移動(dòng)待定位標(biāo)簽，選取測得信號(hào)衰減最小的h個(gè)讀寫器的RSSI值來計(jì)算距離；將Pm、P0、nm代入就可以求得待定位標(biāo)簽與各個(gè)讀卡器之間的距離；根據(jù)距離公式，表達(dá)待定位標(biāo)簽與h個(gè)讀卡器關(guān)系；通過X的最小均方差估計(jì)值X＝(ATA)-1ATb來求得待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)(x,y)。
【專利說明】一種基于RSSI動(dòng)態(tài)路徑損耗的定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于無線傳感網(wǎng)領(lǐng)域的定位方法，具體是一種基于RSSI動(dòng)態(tài)路徑損耗的定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無線定位是指利用無線電波信號(hào)確定移動(dòng)設(shè)備在某一參考坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置。隨著無線傳感網(wǎng)技術(shù)的迅速興起，大量的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法被提出來，主要分為無需測距的定位技術(shù)和基于測距的定位技術(shù)。在實(shí)際定位系統(tǒng)中，常用接收信號(hào)強(qiáng)度指示(Received Signal Strength Indication, RSSI)進(jìn)行測距，并利用三邊測量法進(jìn)行定位。RSSI的優(yōu)勢在于低成本、低功耗、易于實(shí)現(xiàn)。信號(hào)的傳播路徑可能遭遇到墻壁、障礙物等，由于障礙物的阻擋，電平會(huì)有一定的衰落，因此必須建立一個(gè)綜合環(huán)境因素的信號(hào)傳輸模型來克服障礙物對信號(hào)的影響，這對于提高無線定位精度也意義重大。
[0003]經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已有許多學(xué)者提出了各種經(jīng)典的無線傳感器定位方法并對其進(jìn)行了深入的研究，取得了一些重要的成果。雖然RSSI技術(shù)具有低成本、低功耗且易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢，但該測距易受環(huán)境影響，主要存在以下缺點(diǎn):
[0004]1.RSSI測距容易受反射、多徑傳播、非視距等問題的影響。
[0005]2.信號(hào)的傳播路徑還可能遭遇到墻壁、障礙物甚至人體等，都會(huì)對電平衰落有一定的影響。
[0006]3.由于環(huán)境的改變不規(guī)律性和不確定性，很難用理論公式來模擬環(huán)境的改變，所以無法預(yù)測出環(huán)境損耗因數(shù)，導(dǎo)致測距誤差。
[0007]障礙物對信號(hào)的吸收這種影響成為無法忽略的一個(gè)因素，所以建立一個(gè)考慮環(huán)境因素對無線信號(hào)傳輸造成衰減的無線信號(hào)模型對于無線定位精度的提高很有意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)環(huán)境因素對定位精度影響大的缺點(diǎn)，提出一種基于RSSI動(dòng)態(tài)路徑損耗的定位方法。
[0009]本方法首先獲得環(huán)境損耗指數(shù)η的最優(yōu)解，建立一個(gè)關(guān)于信號(hào)強(qiáng)度損耗與傳輸距離之間的關(guān)系式；其次，利用三邊定位測量算法，建立多組帶路徑損耗指數(shù)的信號(hào)強(qiáng)度損耗與傳輸距離的關(guān)系式；最后，通過最小二乘法來計(jì)算獲得待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)位置。該方法通過每個(gè)讀寫器鄰近的參考標(biāo)簽計(jì)算獲得各個(gè)讀寫器的路徑損耗指數(shù)，并將其引進(jìn)定位算法中，增加各個(gè)讀寫器所獲得自身與待定位標(biāo)簽之間相對距離的準(zhǔn)確性，提高定位精度。該方法主要針對NLOS室內(nèi)環(huán)境，通過建立已知環(huán)境的路徑損耗指數(shù)數(shù)據(jù)庫，克服環(huán)境中路徑損耗指數(shù)的不確定性。
[0010]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明在三邊定位方法的基礎(chǔ)上，該方法通過每個(gè)讀寫器鄰近的參考標(biāo)簽計(jì)算獲得各個(gè)讀寫器的路徑損耗指數(shù)，并將其引進(jìn)定位算法中，增加各個(gè)讀寫器所獲得自身與待定位標(biāo)簽之間相對距離的準(zhǔn)確性，提高定位精度。信號(hào)強(qiáng)度衰減遵循一定規(guī)律，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)按照一定路徑損耗指數(shù)衰減，所以本發(fā)明用以下數(shù)學(xué)公式描述信號(hào)強(qiáng)度衰減:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種基于RSSI動(dòng)態(tài)路徑損耗的定位方法，步驟如下: (1)通過與讀卡器i距離相近的k個(gè)讀卡器計(jì)算出讀卡器i所在環(huán)境的路徑損耗指數(shù)，假設(shè)與同一讀寫器i距離相近的k個(gè)未知點(diǎn)所在的環(huán)境高度相似，即k個(gè)待定位標(biāo)簽在一定大小范圍內(nèi)的路徑損耗指數(shù)高度近似式中，用公式表達(dá):
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK104023391SQ201410204896
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】陳河軍, 何熊熊, 盧昱 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)