無線傳感網基于rssi測距定位方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于無線傳感網領域，基于RSSI的測距定位是以ZigBee組建基本的網絡，通過節(jié)點接收RSSI值的大小來進行距離計算，最終通過距離以及參考節(jié)點的位置來計算定位節(jié)點(盲節(jié)點)位置。RSSI測距原理采用Shadowing理論模型，增加發(fā)射信號功率能增加信號傳播距離，傳播因子主要取決于無線信號在空氣中的衰減、反射、多徑效應等干擾。如果干擾較小的話，傳播因子n值越小，信號傳播距離越遠，無線信號的傳播曲線越接近于理論曲線，基于RSSI的測距就會越精確。該定位算法無需增加額外的硬件開銷，容易實現(xiàn)，定位誤差可小于2m，適用于處理能力和能量有限的無線傳感器網絡節(jié)點。
【專利說明】無線傳感網基于RSSI測距定位方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無線傳感網領域，是一種新型的基于RSSI測距定位，本發(fā)明無需增加額外的硬件開銷，以ZigBee組建基本的網絡，通過節(jié)點接收RSSI值的大小來進行距離計算，最終通過距離以及參考節(jié)點的位置來計算定位節(jié)點(盲節(jié)點)位置。

【背景技術】
[0002]1.各種傳感器:各式各樣的傳感器以史無前例的速度、精確度、尺寸及成本優(yōu)勢，使得應用成為可能。
[0003]2.組網通信:采用開放平臺建設技術、“物物互聯(lián)” “智能感知”技術、子系統(tǒng)嵌入技術等一系列先進技術，使得該系統(tǒng)具有極強的未來擴展能力和兼容能力。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的基于RSSI測距定位。具體實現(xiàn)包括以下步驟:
[0005](I)接入各種傳感器協(xié)議；
[0006](2)基于 RSSI 測距；
[0007](3)進行三邊測量定位算法；
[0008]本發(fā)明以ZigBee組建基本的網絡，通過節(jié)點接收RSSI值的大小來進行距離計算，最終通過距離以及參考節(jié)點的位置來計算定位節(jié)點(盲節(jié)點)位置。

【具體實施方式】
[0009]a).組裝硬件，以zigbee2530組建基本的網絡；
[0010]步驟I選擇基于ZigBee的硬件平臺作為無線通信平臺，用TI公司的無線收發(fā)芯片CC2530完成參考節(jié)點和未知節(jié)點間的通信以及RSSI的采集；
[0011]步驟2該芯片兼容IEEE802.15.4規(guī)范，其輸出功率可編程，可通過軟件設置8個功率輸出級，其中OdBm為芯片的默認輸出功率。
[0012]步驟3CC2530芯片在MAC層的數(shù)據(jù)成幀、冗余校驗等方面完全兼容IEEE802.15.4規(guī)范。從CC2530接收的MAC幀中讀出的RSSI值是芯片寄存器RSSI_VAL的值，需對該值進行修正，才能將其轉換為接收節(jié)點RF管腳的功率值。運算公式如式:
[0013]P = RSSI_VAL+RSSI_OFFSET [dBm]。其中，RSSI_0FFSET 是經驗值，通常取 _45dBm。
[0014]b).節(jié)點選擇；
[0015]我們選取四個節(jié)點(PO、PU P2、P3)，其中三個為無線信號發(fā)射參考節(jié)點(P1、P2、P3)，一個為無線信號接收未知節(jié)點(PO)。
[0016]c).基于RSSI測距和定位；
[0017]步驟IRSSI測距原理采用Shadowing理論模型，RSSI = A-1Onlgd ;射頻參數(shù)A被定義為用dBm表示的距離發(fā)射器Im接收到的平均能量絕對值，也就是距發(fā)射節(jié)點Im處的接收信號強度；n為信號傳輸常數(shù)，與信號傳輸環(huán)境有關；d為距發(fā)射節(jié)點的距離。
[0018]步驟2在一次數(shù)據(jù)測量中，三個發(fā)射節(jié)點依次發(fā)送I個數(shù)據(jù)包給接收節(jié)點，接收節(jié)點將接收到的3個數(shù)據(jù)包轉換為相應的RSSI值，并利用Shadowing模型計算出相應的dl，d2, d3。
[0019]步驟3利用三邊測量定位算法，在實際情況下因RSSI受多徑衰減和非視距阻擋的影響，所估測的dl, d2，d3值比實際的d值大的多，分別以Pl，P2，P3為圓心，dl, d2，d3為半徑畫出三個圓，兩兩相交于A，B, C三點。求出三點的坐標A (XI，Yl)，B(X2, Y2)，C(X3，Y3)，ABC組成三角形，PO取三角形的質心坐標，即PO ((X1+X2+X3) /3，(Y1+Y2+Y3) /3)。
【權利要求】
1.基于RSSI測距定位，其特征在于，該方法含有以下內容: (1)硬件的結構:以zigbee2530組建基本的網絡，由參考節(jié)點和目標節(jié)點(盲節(jié)點)組成； (2)RSSI測量距離:無線信號的發(fā)射功率和接收功率之間的關系采用Shadowing理論模型。增加發(fā)射信號功率能增加信號傳播距離，傳播因子主要取決于無線信號在空氣中的衰減、反射、多徑效應等干擾。如果干擾較小的話，傳播因子η值越小，信號傳播距離越遠，無線信號的傳播曲線越接近于理論曲線，基于RSSI的測距就會越精確； (3)三邊定位算法:利用錨節(jié)點(已知坐標的節(jié)點)之間的節(jié)點信息校正RSSI值，同時與三角形質心算法結合。
【文檔編號】H04W64/00GK104244462SQ201310234020
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權日:2013年6月14日
【發(fā)明者】彭力, 江燁倩, 翁秀玲 申請人:江南大學