基于rssi的室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)研究

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1、為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)?；赗SSI的室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)研究　　摘要：由于低功耗藍(lán)牙技術(shù)具有極低的運(yùn)行功耗，因此基于低功耗藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)得到了廣大學(xué)者的關(guān)注。為了解決基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示法定位誤差較大的問題，文中對(duì)低功耗藍(lán)牙定位技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了一種優(yōu)化的基于RSSI測(cè)距定位算法。該算法不同于傳統(tǒng)的質(zhì)心定位算法之處是加入了動(dòng)態(tài)損耗因子校準(zhǔn)模型。該算法首先動(dòng)態(tài)獲取不同時(shí)間段內(nèi)的路徑損耗因子，然后在定位階段通過

2、判斷系統(tǒng)目前所處的時(shí)間段來動(dòng)態(tài)加載不同的路徑損耗因子。通過時(shí)間段的不同動(dòng)態(tài)使用不同的損耗因子參與定位計(jì)算更符合實(shí)際情況，使測(cè)距定位更加準(zhǔn)確。實(shí)驗(yàn)表明，該方案與傳統(tǒng)的RSSI定位方案相比，在定位精度方面得到了明顯提高?！　￡P(guān)鍵詞：損耗因子；低功耗藍(lán)牙技術(shù)；質(zhì)心定位算法；RSSI；節(jié)點(diǎn)定位　　中圖分類號(hào)：TP39；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095--00-03　　0引言　　近年來，隨著人們對(duì)位置服務(wù)需求的增長(zhǎng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟以及低功耗藍(lán)牙技術(shù)的問世，使得基于低功耗藍(lán)牙接收信號(hào)強(qiáng)度指示的室內(nèi)定位技術(shù)成為了廣大學(xué)者的研究熱點(diǎn)，應(yīng)用前景十分廣闊[1]。為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)

3、數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。　　目前藍(lán)牙無線傳感器網(wǎng)絡(luò)主要有兩種定位方式，即基于測(cè)距的定位技術(shù)和距離無關(guān)的定位技術(shù)[2，3]。其中無需進(jìn)行測(cè)距的定位算法主要有質(zhì)心算法、DV-Hop算法、Amorphous定位算法和APIT算法等[4]。這些定位算法無需進(jìn)

4、行實(shí)時(shí)的距離測(cè)算，只是用來粗略估算未知節(jié)點(diǎn)的位置，因此定位精度并不高。而基于距離的定位算法主要有三邊定位法、TOA、TDOA和接收信號(hào)強(qiáng)度指示法。其中基于信號(hào)傳播時(shí)間和時(shí)間差法對(duì)硬件要求較高[5-7]，而基于RSSI的定位算法?τ布?卻沒有太高要求，只需發(fā)射端發(fā)送信號(hào)，接收端利用接收到的信號(hào)強(qiáng)度值，通過濾波去噪處理后，代入信號(hào)傳播模型就可推導(dǎo)出接收端與發(fā)射端的距離，實(shí)現(xiàn)較簡(jiǎn)單。因此通常使用基于RSSI的指示法進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)定位?！　〉悄壳盎赗SSI的定位算法在測(cè)量誤差和定位精度上還存在很多問題，這主要是由于室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，人員流動(dòng)，以及各種障礙物的遮擋造成信號(hào)在傳

5、播過程中形成的多徑、衍射現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了定位精度[8-11]?！　♂槍?duì)以上問題，本文對(duì)信號(hào)傳播模型進(jìn)行了研究，提出了一種改進(jìn)的路徑損耗因子計(jì)算法，然后結(jié)合三邊測(cè)量法和質(zhì)心法對(duì)未知節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了定位。　　1定位算法模型　　信號(hào)衰減模型為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，

6、熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)?！　∷{(lán)牙無線信號(hào)在空中傳播時(shí)，通常都會(huì)隨著傳輸距離的增加而信號(hào)強(qiáng)度逐漸減弱[12]。大量實(shí)驗(yàn)表明，藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度值大小與距離之間滿足對(duì)數(shù)-常態(tài)分布經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停磉_(dá)式如下：　　　　其中，RSSI代表傳輸距離為d時(shí)，接收端接收到的信號(hào)強(qiáng)度值；A為一固定值；n為路徑損耗因子，由公式可得：　　　　在得到距離信號(hào)傳播模型后，還不能直接將其用于測(cè)距運(yùn)算。從公式中可以看出，利用該公式進(jìn)行距離計(jì)算時(shí)，影響測(cè)距的準(zhǔn)確性因素除了依賴于目標(biāo)節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)強(qiáng)度值是否準(zhǔn)確外，還依賴于路徑損耗因子n。對(duì)于路徑損耗因子的獲取，一種做法就是通過以往的經(jīng)驗(yàn)，選取一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。這樣

7、做比較簡(jiǎn)單，但通常會(huì)帶來很大的誤差。即使在相同環(huán)境下，路徑損耗值也不是固定不變的?！　÷窂綋p耗因子分析　　為了研究不同的損耗因子對(duì)RSSI-d關(guān)系式的影響，本文首先假設(shè)固定參數(shù)A為45，則由公式可得不同損耗因子的RSSI-d關(guān)系式。路徑損耗因子分析如圖1所示。為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人

8、員統(tǒng)一到縣