基于rssi的節(jié)點定位方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線網絡數(shù)據(jù)傳輸領域，特別涉及一種基于RSSI的節(jié)點定位方法，尤 其適用于提高無線網絡的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斝堋?br>【背景技術】
[0002] 無線傳感器網絡（Wireless Sensor Networks)以無線通信手段為主、將用于監(jiān)測 對象物的傳感器節(jié)點鏈接起來構成網絡，是促進物聯(lián)網發(fā)展的主要基礎技術。無線傳感器 技術被認為是21世紀能對信息技術、經濟和社會進步發(fā)揮重要作用的技術。
[0003] 通常，無線傳感器網絡由許多面向任務的節(jié)點組成，這些節(jié)點具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù) 處理以及數(shù)據(jù)傳輸功能，并可以在一定規(guī)模、范圍內實現(xiàn)自組網。該網絡通過傳感器節(jié)點對 目標信息進行實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、實時數(shù)據(jù)處理、實時數(shù)據(jù)傳輸，并通過無線通信網絡或其他形 式的數(shù)據(jù)傳輸網絡將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送至遠端控制中心。無線傳感器技術改善了人們對信息獲 取的能力，實現(xiàn)了人們隨時隨地都可以獲取信息的愿，無線傳感器技術具有構建成本低、節(jié) 點布設靈活、信息感知范圍廣、網絡高可靠性等優(yōu)點，己經被廣泛應用于家庭、軍事、農業(yè)、 工業(yè)、物流、環(huán)境監(jiān)測、礦山安全監(jiān)測和交通管理等領域。
[0004] 無線傳感器節(jié)點定位算法的研究是提高數(shù)據(jù)傳輸效能的關鍵技術之一。首先，因 為大多數(shù)情況下只有位置信息的數(shù)據(jù)才有價值，傳感器采集到的數(shù)據(jù)必須與傳感器的位置 結合；其次，有了相對準確的節(jié)點位置，相應節(jié)點才有可能選擇一條便捷的路線上傳數(shù)據(jù)。 對此，

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術中缺乏一種通過網絡節(jié)點本身提供的數(shù)據(jù)來得到任意節(jié)點 位置信息的缺點，提供了一種基于RSSI的節(jié)點定位方法，通過獲取基準節(jié)點的RSSI值，以 及位置信息，從而實現(xiàn)計算節(jié)點位置的目的。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術方案：
[0007] -種基于RSSI的節(jié)點定位方法，包括基準節(jié)點以及目標節(jié)點，所述基準節(jié)點為可 以作為目標節(jié)點的邏輯和/或物理位置的確定依據(jù)并且其位置可以被預先知曉的任意節(jié) 占 .
[0008] 為了實現(xiàn)節(jié)點定位，還包括以下具體步驟：
[0009] 計算基準節(jié)點與目標節(jié)點之間的與基準節(jié)點的RSSI值相關的距離d ;RSSI值在反 向通道基帶接收濾波之后產生，在104 μ s內進行基帶I/Q支路功率積分得到RSSI的瞬時 值，并在Is內對瞬時值進行平均得到RSSI的平均值。
[0010] 確定與目標節(jié)點相關的基準節(jié)點的數(shù)量并以此作為前提進行定位；
[0011] 定位時，在所述目標節(jié)點與基準節(jié)點之間建立至少一個映射，所述映射至少應當 包括可由基準節(jié)點的位置得到的目標節(jié)點、基準節(jié)點以及目標節(jié)點與基準節(jié)點之間的與基 準節(jié)點的RSSI值相關的距離或者位置信息；
[0012] 依據(jù)上述映射對目標節(jié)點進行定位。
[0013] 于本申請的實施例中，應當在不超過預先可以確定的測距范圍內計算距離d。
[0014] 于本申請的實施例中，所述距離d = 其中a、b均為一個可以預先確定的 固定數(shù)值。
[0015] 于本申請的實施例中，還包括對所述距離d進行誤差補償?shù)臏y距修正值X' i，X表 示基準節(jié)點與目標節(jié)點的實際距離。
[0016] 于本申請的實施例中，所述測距修正值- 其中，i表示與目標 節(jié)點相關的一系列基準節(jié)點的序號或者標識符，\表示目標節(jié)點與基準節(jié)點之間的實際 距離，屮(心）表示目標節(jié)點與基準節(jié)點之間的誤差；\與識(心）之間至少符合以下關系 = εχ + 5，其中
【主權項】
1. 一種基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，包括基準節(jié)點（100)以及目標節(jié)點 (200)，所述基準節(jié)點（100)為可以作為目標節(jié)點（200)的邏輯和/或物理位置的確定依據(jù) 并且其位置可以被預先知曉的任意節(jié)點； 為了實現(xiàn)節(jié)點定位，還包括以下具體步驟： 計算基準節(jié)點（1〇〇)與目標節(jié)點（200)之間的與基準節(jié)點（100)的RSSI值相關的距 離d; 確定與目標節(jié)點（200)相關的基準節(jié)點（100)的數(shù)量并以此作為前提進行定位； 定位時，在所述目標節(jié)點（200)與基準節(jié)點（100)之間建立至少一個映射，所述映射至 少應當包括可由基準節(jié)點（100)的位置得到的目標節(jié)點（200)、基準節(jié)點（100)以及目標節(jié) 點（200)與基準節(jié)點（100)之間的與基準節(jié)點（100)的RSSI值相關的距離或者位置信息； 依據(jù)上述映射對目標節(jié)點（200)進行定位。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，應當在不超過預先 可以確定的測距范圍內計算距離d。
3. 根據(jù)權利要求1或者2所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述距離
其中a、b均為一個可以預先確定的固定數(shù)值。 ，
4. 根據(jù)權利要求1所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，還包括對所述距離 d進行誤差補償?shù)臏y距修正值x'i，x表示基準節(jié)點（100)與目標節(jié)點（200)的實際距離。
5. 根據(jù)權利要求4所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，所述測距修正值
，其中，i表不與目標節(jié)點（200)相關的一系列基準節(jié)點（100)的序號或 者標識符，Xi表示目標節(jié)點（200)與基準節(jié)點（100)之間的實際距離，妒(心）表示目標節(jié)點 (200)與基準節(jié)點（100)之間的誤差 ；Xi與屮(X,_)之間至少符合以下關系
其中
6. 根據(jù)權利要求1所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，還包括以下定位 算法：目標節(jié)點（200)周期性地記錄至少一個基準節(jié)點（100)的RSSI均值；依據(jù)RSSI均 值由大到小對基準節(jié)點（100)進行排序；建立目標節(jié)點（200)與基準節(jié)點（100)之間的 映射，所述映射至少包括以下三個集合：基準節(jié)點（100)之間的距離集合beacon_set= {a!,a2,…，am},目標節(jié)點（200)與基準節(jié)點（100)之間的距離集合Dis_set= {屯，d2,…，dm} 以及基準節(jié)點（100)之間的位置集合P〇s_set= {久，YD，（X2,Y2)，…，（Xm，Ym)}，其中m表 示基準節(jié)點（100)的數(shù)量；目標節(jié)點的位置（X，Y)為
7. 根據(jù)權利要求6所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，計算標節(jié)點的位置 (X，Y)時，實際使用的基準節(jié)點（100)的數(shù)量不應當超過在目標節(jié)點（200)能夠記錄RSSI 值的基準節(jié)點（100)的數(shù)量，實際使用的基準節(jié)點（100)的數(shù)量由目標節(jié)點（200)能夠記 錄RSSI值的基準節(jié)點（100)中選取。
8. 根據(jù)權利要求6或者7所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，計算標節(jié)點 的位置（X，Y)時，實際使用的基準節(jié)點（100)為目標節(jié)點（200)所記錄的RSSI均值最大的 至少一個基準節(jié)點（100)。
9. 根據(jù)權利要求1所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，還包括以下具體步 驟：進行定位時，應當確定一個跳級內基準節(jié)點（100)的數(shù)量不小于三個。
10. 根據(jù)權利要求9所述的基于RSSI的節(jié)點定位方法，其特征在于，當一個跳級內基準 節(jié)點（100)的數(shù)量小于三個時，還包括以下具體步驟：分別計算目標節(jié)點與每個基準節(jié)點 (100)之間的最小跳數(shù)；分別計算目標節(jié)點（200)與每個基準節(jié)點（100)之間的實際跳段 距離
其中，（Xi, y)、（X」，y」）分別依次為基準節(jié)點i、j 的坐標，比為基準節(jié)點i、j之間的跳數(shù)；基準節(jié)點（100)將所述實際跳段距離HopSize分 發(fā)至網絡中，目標節(jié)點（200)接收到所述實際跳段距離HopSize后，根據(jù)記錄的跳數(shù)，計算 目標節(jié)點（200)至每個基準節(jié)點（100)的跳段距離，從而得到目標節(jié)點（200)與基準節(jié)點 (100)的距離。
【專利摘要】本發(fā)明涉及無線網絡數(shù)據(jù)傳輸領域，公開了一種基于RSSI的節(jié)點定位方法，包括基準節(jié)點以及目標節(jié)點；為了實現(xiàn)節(jié)點定位，還包括以下具體步驟：計算基準節(jié)點與目標節(jié)點之間的與基準節(jié)點的RSSI值相關的距離d；確定與目標節(jié)點相關的基準節(jié)點的數(shù)量并以此作為前提進行定位；定位時，在所述目標節(jié)點與基準節(jié)點之間建立至少一個映射，所述映射至少應當包括可由基準節(jié)點的位置得到的目標節(jié)點、基準節(jié)點以及目標節(jié)點與基準節(jié)點之間的與基準節(jié)點的RSSI值相關的距離或者位置信息；依據(jù)上述映射對目標節(jié)點進行定位。本發(fā)明的優(yōu)點在于，能夠確實地解決對于任意目標節(jié)點計算其節(jié)點位置的問題，其次，可以對節(jié)點位置進行進一步地校正從而提高了其精確性。
【IPC分類】H04W64-00
【公開號】CN104581937
【申請?zhí)枴緾N201410834896
【發(fā)明人】吳慶九, 呂曉敏, 琚春華, 黃治移, 谷同魁, 鮑福光
【申請人】快威科技集團有限公司, 浙江工商大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月29日