本發(fā)明屬于無線路由器通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無線指紋定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著WLAN(Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng)絡(luò))的發(fā)展和普及，室內(nèi)定位技術(shù)在商業(yè)、公共安全和軍事上的應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)，如將WLAN部署在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況，部署在倉庫跟蹤物流動(dòng)態(tài)，甚至臨時(shí)快速部署在火災(zāi)救護(hù)現(xiàn)場(chǎng)為消防員提供最優(yōu)路線導(dǎo)航等?；赪LAN的已有硬件設(shè)施，通過增添軟件模塊提供多樣的室內(nèi)定位服務(wù)也有眾多嘗試。

由于RSSI(Received signal strength index，接收信號(hào)強(qiáng)度指示)無需額外的硬件裝置，成本低，能滿足大規(guī)模應(yīng)用要求。目前，室內(nèi)定位大多采用基于RSSI的定位方式。根據(jù)是否需要通過物理手段直接測(cè)量節(jié)點(diǎn)間距離，RSSI定位技術(shù)可用于基于測(cè)距和非測(cè)距兩類算法。

基于測(cè)距的算法需要獲取節(jié)點(diǎn)間的距離，即已知發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度，接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)收到的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算信號(hào)在傳播過程中的損耗，使用理論或經(jīng)驗(yàn)的信號(hào)傳播模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離。如申請(qǐng)?zhí)枮?01310695193.2的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位中基于RSSI的測(cè)距優(yōu)化方法，包括RSSI數(shù)據(jù)預(yù)處理、距離預(yù)計(jì)算和測(cè)距誤差糾正三個(gè)步驟。首先，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)獲得的RSSI樣本序列值進(jìn)行高斯濾波，濾除掉小概率事件后，根據(jù)每個(gè)RSSI的權(quán)重計(jì)算得出有效的接收信號(hào)強(qiáng)度的均值再利用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)A與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)B之間的信號(hào)傳播實(shí)際距離來估計(jì)出信標(biāo)節(jié)點(diǎn)A與普通節(jié)點(diǎn)S之間的距離；再次，根據(jù)shadowing模型，計(jì)算出任意兩個(gè)可直接通信的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間的測(cè)量距離，并計(jì)算出每個(gè)測(cè)量距離與信號(hào)傳播實(shí)際距離之間的差值，通過最小二乘擬合法確定每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的誤差與測(cè)量距離之間的關(guān)系式；最后，利用信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的誤差與測(cè)量距離的關(guān)系式對(duì)進(jìn)行誤差補(bǔ)償，從而得到優(yōu)化的測(cè)量距離。但是，室內(nèi)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，信號(hào)微弱，且多徑、反射現(xiàn)象嚴(yán)重，測(cè)距過程很容易受其影響產(chǎn)生測(cè)距誤差，且由此帶來的定位誤差容易造成累積，影響定位精度。

非測(cè)距方式采用基于位置指紋匹配實(shí)現(xiàn)定位?；谖恢弥讣y匹配的室內(nèi)定位大致分為離線采樣階段和在線定位兩個(gè)階段。離線采樣階段的目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)關(guān)于信號(hào)強(qiáng)度與采樣點(diǎn)位置間關(guān)系的位置指紋數(shù)據(jù)庫。為了生成該數(shù)據(jù)庫，操作人員需要在被定位環(huán)境里確定若干采樣點(diǎn)，然后遍歷所有采樣點(diǎn)，記錄下在每個(gè)采樣點(diǎn)測(cè)量的無線信號(hào)特征，即來自所有接入點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度，最后將它們以某種方式保存在數(shù)據(jù)庫中。在線定位階段時(shí)，當(dāng)用戶移動(dòng)到某一位置時(shí)，根據(jù)實(shí)時(shí)收到的信號(hào)強(qiáng)度信息，利用定位算法將其與位置指紋數(shù)據(jù)庫中的信息匹配，計(jì)算出該用戶的位置?；谖恢弥讣y的定位無需測(cè)量距離，也不需要考慮測(cè)距誤差問題，在成本和功耗方面與前者相比具有顯著優(yōu)勢(shì)。

如申請(qǐng)?zhí)枮?01110084662.8的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種室內(nèi)定位方法及裝置，所述方法包括獲取待定位終端接收的多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度；將所述多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度與預(yù)設(shè)的位置指紋數(shù)據(jù)庫中各網(wǎng)格內(nèi)每個(gè)參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置指紋進(jìn)行相似度比較，獲取網(wǎng)格的相似度，所述位置指紋包括多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度；根據(jù)所述網(wǎng)格的相似度，確定待定位終端的位置信息。所述裝置包括獲取信號(hào)強(qiáng)度模塊、獲取網(wǎng)格相似度模塊和獲取位置信息模塊。通過將接收的多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度，與網(wǎng)格內(nèi)多個(gè)參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置指紋進(jìn)行相似度比較，確定出待定位終端的位置，將相似度的計(jì)算擴(kuò)展到了多維，定位過程更加嚴(yán)謹(jǐn)，定位精確度有較大提高。

但是，上述基于采樣點(diǎn)的匹配定位算法并沒有考慮空氣濕度對(duì)無線信號(hào)的影響。在WLAN室內(nèi)定位算法中，不同的季節(jié)和天氣對(duì)室內(nèi)空氣的濕度有明顯的影響，空氣濕度過大，空氣當(dāng)中水分子密度會(huì)增高，吸收大量的無線電磁波，從而增加了無線信號(hào)在空氣中傳播的衰減量，結(jié)果導(dǎo)致無線信號(hào)強(qiáng)度在空氣濕度大時(shí)，室內(nèi)的分布情況有較大變化。因此，在室內(nèi)定位技術(shù)中需要考慮空氣濕度對(duì)定位精度的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種無線指紋定位方法及系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種無線指紋定位方法，包括如下步驟：

S1，在一定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置數(shù)個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)；

S2，將空氣濕度劃分為數(shù)個(gè)濕度等級(jí)，采集每個(gè)濕度等級(jí)下所述基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度作為基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，并生成位置指紋數(shù)據(jù)庫；

S3，根據(jù)一待定位終端當(dāng)前的濕度及接收的無線信號(hào)強(qiáng)度信息與所述位置指紋數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行匹配，獲取所述待定位終端的位置信息。

優(yōu)選的，所述步驟S2包括如下步驟：

S21，采集所述每個(gè)濕度等級(jí)下基準(zhǔn)點(diǎn)在各方向上接收的無線信號(hào)強(qiáng)度；

S22，基于均值或基于概率的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)所述基準(zhǔn)點(diǎn)在各方向上接收的無線信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行分析處理，獲取所述基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋；

S23，對(duì)各基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋作歸一化處理，生成所述位置指紋數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，所述基于均值的統(tǒng)計(jì)方法獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，包括如下步驟：計(jì)算所述基準(zhǔn)點(diǎn)各方向上接收的無線信號(hào)強(qiáng)度的平均值，將其作為所述基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋。

優(yōu)選的，所述基于概率的統(tǒng)計(jì)方法獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，包括如下步驟：計(jì)算所述基準(zhǔn)點(diǎn)各方向上接收的無線信號(hào)強(qiáng)度的均值和方差，將其作為所述基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋。

優(yōu)選的，所述步驟S1還包括：將所述定位區(qū)域劃分為數(shù)個(gè)單元網(wǎng)格，每一單元網(wǎng)格內(nèi)設(shè)置若干所述基準(zhǔn)點(diǎn)，并將各單元網(wǎng)格的屬性及其相應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋存儲(chǔ)至所述位置指紋數(shù)據(jù)庫。

優(yōu)選的，所述定位區(qū)域布設(shè)數(shù)個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)作為無線信號(hào)發(fā)射源。

優(yōu)選的，所述步驟S3包括如下步驟：

S31，判斷所述待定位終端當(dāng)前所處的濕度等級(jí)并采集其接收的無線信號(hào)強(qiáng)度，作為待定位終端的位置指紋；

S32，遍歷所述位置指紋數(shù)據(jù)庫，計(jì)算所述待定位終端的位置指紋與每個(gè)所述基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋的歐氏距離；

S33，對(duì)每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)的全部基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋與所述待定位終端的位置指紋的歐氏距離求和，得出求和值最小的單元網(wǎng)格；

S34，讀取求和值最小的單元網(wǎng)格的屬性，基于求和值最小的單元網(wǎng)格坐標(biāo)確定所述待定位終端的位置信息。

本發(fā)明還公開一種無線指紋定位系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元、信號(hào)強(qiáng)度采集單元、位置指紋數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析處理單元和位置確定單元，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元用于在一定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置數(shù)個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，信號(hào)強(qiáng)度采集單元用于在不同濕度等級(jí)下采集基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度，位置指紋數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)不同濕度等級(jí)下基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度作為基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，數(shù)據(jù)分析處理單元用于一待定位終端當(dāng)前的濕度及接收的無線信號(hào)強(qiáng)度信息與位置指紋數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行匹配，位置確定單元用于根據(jù)匹配結(jié)果確定待定位終端的位置信息。

優(yōu)選的，所述無線指紋定位系統(tǒng)還包括網(wǎng)格劃分單元，用于將所述定位區(qū)域劃分為數(shù)個(gè)單元網(wǎng)格，所述位置指紋數(shù)據(jù)庫還用于存儲(chǔ)單元網(wǎng)格的屬性、濕度等級(jí)和位置指紋信息。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析處理單元包括均值統(tǒng)計(jì)模塊、概率統(tǒng)計(jì)模塊和歐式距離計(jì)算模塊，均值統(tǒng)計(jì)模塊和概率統(tǒng)計(jì)模塊均用于對(duì)所述基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度作分析處理，歐式距離計(jì)算模塊用于計(jì)算所述基準(zhǔn)點(diǎn)與待定位終端之間的歐式距離。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

為了解決空氣濕度對(duì)無線定位技術(shù)的影響，提高無線定位的精度，本發(fā)明提出了一種基于空氣濕度量化的無線指紋定位方法及系統(tǒng)，在離線采樣階段，針對(duì)不同環(huán)境濕度區(qū)間現(xiàn)場(chǎng)的無線信號(hào)強(qiáng)度與采樣點(diǎn)位置間關(guān)系建立位置指紋數(shù)據(jù)庫；在線定位階段，待定位終端處于某一位置時(shí)，獲取所處位置的濕度及接收的信號(hào)強(qiáng)度信息，利用定位算法將其與相應(yīng)濕度區(qū)間的位置指紋數(shù)據(jù)庫中的信息匹配，計(jì)算出待定位終端的位置信息。

附圖說明

圖1是本發(fā)明無線指紋定位方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例4的無線指紋定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述說明。

基于現(xiàn)有無線定位技術(shù)中未將空氣濕度對(duì)無線信號(hào)傳輸與接收的影響考慮在內(nèi)，不同的季節(jié)和天氣會(huì)對(duì)室內(nèi)空氣的濕度有明顯的影響，空氣濕度過大，空氣中水分子密度會(huì)增高，水分子能吸收大量的無線電磁波，從而增加了無線信號(hào)在空氣中傳播的衰減量，導(dǎo)致室內(nèi)無線信號(hào)強(qiáng)度的分布情況變動(dòng)較大，降低無線定位技術(shù)的定位精度。

如圖1所示，本發(fā)明提出一種基于空氣濕度量化的無線指紋定位方法，包括如下步驟：

S1，在一定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置數(shù)個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)；

S2，將空氣濕度劃分為數(shù)個(gè)濕度等級(jí)，采集每個(gè)濕度等級(jí)下所述基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度作為基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，并生成位置指紋數(shù)據(jù)庫；

S3，根據(jù)一待定位終端當(dāng)前的濕度及接收的無線信號(hào)強(qiáng)度信息與所述位置指紋數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行匹配，獲取所述待定位終端的位置信息。

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的無線指紋定位方法作詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例的無線指紋定位方法，具體包括如下步驟：

步驟一：根據(jù)實(shí)際定位精度的要求，先對(duì)需要定位的區(qū)域進(jìn)行劃分，劃分為數(shù)個(gè)單元網(wǎng)格，并將單元網(wǎng)絡(luò)的屬性存儲(chǔ)至位置指紋數(shù)據(jù)庫；

步驟二：在定位區(qū)域的單元網(wǎng)絡(luò)內(nèi)布設(shè)多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，確保各個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)接收無線信號(hào)強(qiáng)度有一定差異；

步驟三：根據(jù)天氣情況，將濕度劃分為十個(gè)等級(jí)，依次包括：濕度10％以下、濕度10％～20％、濕度20％～30％、濕度30％～40％、濕度40％～50％、濕度50％～60％、濕度60％～70％、濕度70％～80％、濕度80％～90％、濕度90％～100％；

步驟四：在每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)設(shè)置若干基準(zhǔn)點(diǎn)，在不同天氣情況對(duì)應(yīng)的每個(gè)濕度等級(jí)下，采集基準(zhǔn)點(diǎn)處接收到的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的無線信號(hào)強(qiáng)度作為基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，并存儲(chǔ)至相應(yīng)濕度等級(jí)的位置指紋數(shù)據(jù)庫；

步驟五：獲取待定位終端當(dāng)前天氣對(duì)應(yīng)的濕度等級(jí)和接收到的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的無線信號(hào)強(qiáng)度，并將其與相應(yīng)濕度等級(jí)的位置指紋數(shù)據(jù)庫中各單元網(wǎng)格中基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋進(jìn)行匹配，得到待定位終端的位置信息，具體包括：

1)根據(jù)各單元網(wǎng)格的基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋以及待定位終端接收到的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度的位置指紋，分別計(jì)算各單元網(wǎng)格的基準(zhǔn)點(diǎn)與待定位終端之間的距離；

2)根據(jù)預(yù)設(shè)的單元網(wǎng)格的數(shù)量，計(jì)算每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)與待定位終端之間的距離，并將屬于同一單元網(wǎng)格的全部基準(zhǔn)點(diǎn)與待定位終端之間的距離求和，篩選出單元網(wǎng)格內(nèi)的基準(zhǔn)點(diǎn)到待定位終端的距離之和最小的單元網(wǎng)格；

3)根據(jù)單元網(wǎng)格內(nèi)的基準(zhǔn)點(diǎn)到待定位終端的距離之和最小的單元網(wǎng)格坐標(biāo)，確定待定位終端的位置信息。

本實(shí)施例的無線指紋定位方法通過計(jì)算單元網(wǎng)格內(nèi)的基準(zhǔn)點(diǎn)與待定位終端之間的距離，根據(jù)距離的大小確定待定位終端的位置信息，方便快捷，定位精度高。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例基于空氣濕度環(huán)境下的無線指紋定位方法，具體包括如下步驟：

步驟一：對(duì)定位區(qū)域進(jìn)行單元網(wǎng)格劃分，其中定位區(qū)域可包括工作室、休息室、衛(wèi)生間、大廳、走廊以及樓層之間的樓梯區(qū)域，可以根據(jù)不同定位精度的要求，進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分；

若定位精度要求較低，即區(qū)域性定位，如工作室、休息室、衛(wèi)生間等，可將整個(gè)房間劃分為一個(gè)單元網(wǎng)格；

若對(duì)定位精度要求較高的區(qū)域，可將定位區(qū)域的構(gòu)造劃分為多個(gè)以米為單位的單元網(wǎng)格；

若定位區(qū)域?yàn)樘厥獾匦螀^(qū)域，如不規(guī)則平面和樓層間區(qū)域，可以適當(dāng)調(diào)整單元網(wǎng)格的長(zhǎng)寬或增加冗余網(wǎng)格以達(dá)到完全覆蓋；

根據(jù)單元網(wǎng)格的形狀，以單元網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的各頂點(diǎn)作為該網(wǎng)格的基準(zhǔn)點(diǎn)；

對(duì)各單元網(wǎng)格設(shè)置網(wǎng)格屬性，網(wǎng)格屬性包括其每一單元網(wǎng)格編號(hào)、網(wǎng)格重心坐標(biāo)、相鄰網(wǎng)格編號(hào)、邊界基準(zhǔn)點(diǎn)編號(hào)等，將全部單元網(wǎng)格的屬性存儲(chǔ)至位置指紋數(shù)據(jù)庫；

步驟二：在定位區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中合理布設(shè)多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，確保每個(gè)單元網(wǎng)格能接收到三個(gè)以上的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息；信標(biāo)節(jié)點(diǎn)為已知位置坐標(biāo)的無線局域網(wǎng)的接入點(diǎn)AP(Access Point)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)具有唯一標(biāo)識(shí)ID；信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)遵循以下原則：同一單元網(wǎng)格內(nèi)的待定位節(jié)點(diǎn)至少能收到三個(gè)穩(wěn)定在-75dBm以上信號(hào)強(qiáng)度的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的信息，保證各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)接收的無線信號(hào)強(qiáng)度有一定差異。

步驟三：根據(jù)天氣情況，將濕度劃分為十個(gè)等級(jí)，依次為：H1濕度10％以下、H2濕度10％～20％、H3濕度20％～30％、H4濕度30％～40％、H5濕度40％～50％、H6濕度50％～60％、H7濕度60％～70％、H8濕度70％～80％、H9濕度80％～90％和H10濕度90％～100％；

步驟四：在H1、H2、…、H10共十個(gè)濕度等級(jí)內(nèi)，在單元網(wǎng)格的各基準(zhǔn)點(diǎn)采集所接收的來自信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的無線信號(hào)強(qiáng)度，作為該單元網(wǎng)格的位置指紋存儲(chǔ)至H1、H2、…、H10共十個(gè)位置指紋數(shù)據(jù)庫D1、D2、…、D10；

對(duì)于每個(gè)單元網(wǎng)格的所有基準(zhǔn)點(diǎn)，分別在H1、H2、…、H10共十個(gè)濕度等級(jí)內(nèi)，將各基準(zhǔn)點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)量作為該基準(zhǔn)點(diǎn)的指紋信息存儲(chǔ)至位置指紋數(shù)據(jù)庫Di(i為1～10)。信號(hào)強(qiáng)度的采集方式為對(duì)各基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)采集，即采集時(shí)在基準(zhǔn)點(diǎn)各方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，持續(xù)一段時(shí)間，根據(jù)不同的統(tǒng)計(jì)方法對(duì)接收的無線信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將統(tǒng)計(jì)量存儲(chǔ)至位置指紋數(shù)據(jù)庫作為該基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋。其中旋轉(zhuǎn)采集以保證采集無線信號(hào)強(qiáng)度過程的全向性，持續(xù)采集一定數(shù)量的數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的有效性。

統(tǒng)計(jì)方法包括基于均值和基于概率的統(tǒng)計(jì)；

基于均值的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格的各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)在濕度等級(jí)Hi內(nèi)，一個(gè)采集周期內(nèi)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的平均值，并進(jìn)行歸一化處理，作為該單元網(wǎng)格的位置指紋，存儲(chǔ)至位置指紋數(shù)據(jù)庫Di；

基于概率的統(tǒng)計(jì)，計(jì)算每個(gè)單元網(wǎng)格的各個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)在濕度等級(jí)Hi內(nèi)，一個(gè)采集周期內(nèi)接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的均值μ與方差σ，將(μ，σ)作為相應(yīng)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)在該單元網(wǎng)格的位置指紋存儲(chǔ)至位置指紋數(shù)據(jù)庫Di。

步驟五：當(dāng)移動(dòng)終端需要定位時(shí)，通過移動(dòng)終端獲得當(dāng)前天氣濕度，并根據(jù)步驟四的濕度等級(jí)劃分，計(jì)算移動(dòng)終端當(dāng)前位置處于的濕度等級(jí)Hi(i為1～10)；

確定移動(dòng)終端在濕度等級(jí)Hi時(shí)，接收到的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度與位置指紋數(shù)據(jù)庫Di中各單元網(wǎng)格相應(yīng)的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行匹配，得到移動(dòng)終端的位置信息，具體包括：

1)將移動(dòng)終端在濕度等級(jí)Hi內(nèi)某位置接收到的無線信號(hào)強(qiáng)度和信標(biāo)節(jié)點(diǎn)編號(hào)按照位置指紋的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行統(tǒng)一，即若位置指紋數(shù)據(jù)庫中的位置指紋采用基于均值的統(tǒng)計(jì)方法，則定位時(shí)在某位置處測(cè)得的無線信號(hào)強(qiáng)度亦必須先計(jì)算出平均值再進(jìn)行歸一化處理；若位置指紋數(shù)據(jù)庫中的位置指紋采用基于概率的統(tǒng)計(jì)方法，則定位時(shí)在某位置處測(cè)得的無線信號(hào)強(qiáng)度亦必須先計(jì)算出接收到的各個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度的均值μ與方差σ；

2)遍歷位置指紋數(shù)據(jù)庫Di中各單元網(wǎng)格多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，計(jì)算移動(dòng)終端在濕度等級(jí)Hi內(nèi)定位時(shí)得到的位置指紋(該位置指紋是對(duì)接收到的無線信號(hào)強(qiáng)度經(jīng)過統(tǒng)計(jì)方法獲得的)與每個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋的歐氏距離，基準(zhǔn)點(diǎn)與移動(dòng)終端的歐氏距離的計(jì)算公式為：

其中，G_i為單元網(wǎng)格，x為移動(dòng)終端接收信號(hào)強(qiáng)度矩陣，N為單元網(wǎng)格G_i的基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)目，C_j為第j個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，d為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，p為距離參數(shù)。

3)然后對(duì)每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)的所有基準(zhǔn)點(diǎn)與移動(dòng)終端的位置指紋的歐氏距離求和，根據(jù)預(yù)設(shè)的距離閾值，篩選出求和值最小的若干單元網(wǎng)格；

4)讀取求和值最小的若干單元網(wǎng)格的屬性，包括單元網(wǎng)格編號(hào)及網(wǎng)格重心坐標(biāo)信息，按照歐氏距離進(jìn)行加權(quán)求和，網(wǎng)格坐標(biāo)以距離(相似度)大小作為權(quán)重，從而獲取移動(dòng)終端的坐標(biāo)位置信息，其中歐氏距離越小，賦予該單元網(wǎng)格坐標(biāo)信息的權(quán)重就越大。

本實(shí)施例的無線指紋定位方法，在離線采樣階段，針對(duì)不同環(huán)境濕度區(qū)間現(xiàn)場(chǎng)的無線信號(hào)強(qiáng)度與基準(zhǔn)點(diǎn)位置間的關(guān)系建立位置指紋數(shù)據(jù)庫；在線定位階段，移動(dòng)終端處于某一位置時(shí)，獲取所處位置的濕度及接收的信號(hào)強(qiáng)度信息，利用定位算法將其與相應(yīng)濕度區(qū)間的位置指紋數(shù)據(jù)庫中的信息匹配，計(jì)算移動(dòng)終端的位置信息。本發(fā)明解決了空氣濕度對(duì)無線定位技術(shù)的影響，提高了無線定位的精度。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例的無線指紋定位方法與實(shí)施例2的不同之處在于：

本實(shí)施例的無線指紋定位方法，對(duì)每個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)的所有基準(zhǔn)點(diǎn)與移動(dòng)終端的位置指紋的歐氏距離求和，根據(jù)預(yù)設(shè)的距離閾值，篩選出求和值最小的一個(gè)單元網(wǎng)格，該單元網(wǎng)格坐標(biāo)信息直接作為移動(dòng)終端的坐標(biāo)位置，其它步驟可參照實(shí)施例2。

本實(shí)施例的無線指紋定位方法定位移動(dòng)終端的速度快、精度高。

基于本發(fā)明的無線指紋定位方法，還公開了一種無線指紋定位系統(tǒng)，具體通過以下實(shí)施例作詳細(xì)說明。

實(shí)施例4：

如圖2所示，本實(shí)施例的無線指紋定位系統(tǒng)，包括基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元、信號(hào)強(qiáng)度采集單元、位置指紋數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析處理單元和位置確定單元，基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置單元用于在定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置數(shù)個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，信號(hào)強(qiáng)度采集單元用于在不同濕度等級(jí)下采集基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度，位置指紋數(shù)據(jù)庫用于存儲(chǔ)不同濕度等級(jí)下基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度信息作為基準(zhǔn)點(diǎn)的位置指紋，數(shù)據(jù)分析處理單元用于待定位終端當(dāng)前的濕度及接收的無線信號(hào)強(qiáng)度信息與位置指紋數(shù)據(jù)庫信息進(jìn)行匹配，位置確定單元用于根據(jù)匹配結(jié)果確定待定位終端的位置信息。

本實(shí)施例的無線指紋定位系統(tǒng)，針對(duì)不同環(huán)境濕度區(qū)間現(xiàn)場(chǎng)的無線信號(hào)強(qiáng)度與基準(zhǔn)點(diǎn)位置間的關(guān)系建立位置指紋數(shù)據(jù)庫，當(dāng)待定位終端處于某一位置時(shí)，獲取所處位置的濕度及接收的信號(hào)強(qiáng)度信息，利用匹配算法將其與相應(yīng)濕度區(qū)間的位置指紋數(shù)據(jù)庫中的信息匹配，獲取待定位終端的位置信息。本發(fā)明解決了空氣濕度對(duì)無線定位技術(shù)的影響，提高了無線定位系統(tǒng)的定位精度。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例的無線指紋定位系統(tǒng)與實(shí)施例4的不同之處在于：

無線指紋定位系統(tǒng)還包括網(wǎng)格劃分單元和信標(biāo)布設(shè)單元，網(wǎng)格劃分單元用于將定位區(qū)域劃分為數(shù)個(gè)單元網(wǎng)格，將單元網(wǎng)格的屬性、濕度等級(jí)及位置指紋信息存儲(chǔ)至位置指紋數(shù)據(jù)庫，信標(biāo)布設(shè)單元用于在定位區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架內(nèi)布設(shè)多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，確保各個(gè)單元網(wǎng)格內(nèi)接收信號(hào)強(qiáng)度有一定差異；數(shù)據(jù)分析處理單元包括均值統(tǒng)計(jì)模塊、概率統(tǒng)計(jì)模塊和歐式距離計(jì)算模塊，對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)處接收的無線信號(hào)強(qiáng)度作分析處理時(shí)可選擇均值統(tǒng)計(jì)模塊或概率統(tǒng)計(jì)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐式距離計(jì)算模塊用于計(jì)算基準(zhǔn)點(diǎn)與待定位終端之間的歐式距離并將其進(jìn)行相應(yīng)的加權(quán)計(jì)算。系統(tǒng)其它的組成部分可參照實(shí)施例4。

本實(shí)施例的無線指紋定位系統(tǒng)通過對(duì)定位區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并利用定位算法將其與相應(yīng)濕度區(qū)間的位置指紋數(shù)據(jù)庫中基準(zhǔn)點(diǎn)的信息匹配，通過歐式距離衡量待定位終端與各單元網(wǎng)格的距離，并將距離的大小作為權(quán)重確定移動(dòng)終端的位置信息，定位精度更高。

本發(fā)明基于空氣濕度量化的無線指紋定位方法及系統(tǒng)，在離線采樣階段，針對(duì)不同環(huán)境濕度區(qū)間現(xiàn)場(chǎng)的無線信號(hào)強(qiáng)度與采樣點(diǎn)位置間關(guān)系建立位置指紋數(shù)據(jù)庫；在線定位階段，待定位終端處于某一位置時(shí)，獲取所處位置的濕度及接收的信號(hào)強(qiáng)度信息，利用定位算法將其與相應(yīng)濕度區(qū)間的位置指紋數(shù)據(jù)庫中的信息匹配，計(jì)算出待定位終端的位置信息。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案解決了空氣濕度對(duì)無線定位技術(shù)的影響，提高了無線定位的精度。

以上對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及原理進(jìn)行了詳細(xì)說明，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，依據(jù)本發(fā)明提供的思想，在具體實(shí)施方式上會(huì)有改變之處，而這些改變也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。