无线传感网基于RSSI测距定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104244462104244462A(43)申请公布日2014.12.24(21)申请号201310234020.0(22)申请日2013.06.14(71)申请人江南大学地址214122江苏省无锡市蠡湖大道1800号江南大学物联网工程学院(72)发明人彭力江烨倩翁秀玲(51)Int.Cl.H04W84/18(2009.01)H04W64/00(2009.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书2页说明书2页(54)发明名称无线传感网基于RSSI测距定位方法(57)摘要本发明属于无线传感网领域，基于RSSI的测距定位是以ZigBee组建基本的网络，通过节点接收RSSI值的大小来进行距离计算，最终通过距离以及参考节点的位置来计算定位节点(盲节点)位置。RSSI测距原理采用Shadowing理论模型，增加发射信号功率能增加信号传播距离，传播因子主要取决于无线信号在空气中的衰减、反射、多径效应等干扰。如果干扰较小的话，传播因子n值越小，信号传播距离越远，无线信号的传播曲线越接近于理论曲线，基于RSSI的测距就会越精确。该定位算法无需增加额外的硬件开销，容易实现，定位误差可小于2m，适用于处理能力和能量有限的无线传感器网络节点。CN104244462ACN10426ACN104244462A权利要求书1/1页1.基于RSSI测距定位，其特征在于，该方法含有以下内容：(1)硬件的结构：以zigbee2530组建基本的网络，由参考节点和目标节点(盲节点)组成；(2)RSSI测量距离：无线信号的发射功率和接收功率之间的关系采用Shadowing理论模型。增加发射信号功率能增加信号传播距离，传播因子主要取决于无线信号在空气中的衰减、反射、多径效应等干扰。如果干扰较小的话，传播因子n值越小，信号传播距离越远，无线信号的传播曲线越接近于理论曲线，基于RSSI的测距就会越精确；(3)三边定位算法：利用锚节点(已知坐标的节点)之间的节点信息校正RSSI值，同时与三角形质心算法结合。2CN104244462A说明书1/2页无线传感网基于RSSI测距定位方法技术领域[0001]本发明属于无线传感网领域，是一种新型的基于RSSI测距定位，本发明无需增加额外的硬件开销，以ZigBee组建基本的网络，通过节点接收RSSI值的大小来进行距离计算，最终通过距离以及参考节点的位置来计算定位节点(盲节点)位置。背景技术[0002]1.各种传感器：各式各样的传感器以史无前例的速度、精确度、尺寸及成本优势，使得应用成为可能。[0003]2.组网通信：采用开放平台建设技术、“物物互联”“智能感知”技术、子系统嵌入技术等一系列先进技术，使得该系统具有极强的未来扩展能力和兼容能力。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种新型的基于RSSI测距定位。具体实现包括以下步骤：[0005](1)接入各种传感器协议；[0006](2)基于RSSI测距；[0007](3)进行三边测量定位算法；[0008]本发明以ZigBee组建基本的网络，通过节点接收RSSI值的大小来进行距离计算，最终通过距离以及参考节点的位置来计算定位节点(盲节点)位置。具体实施方式[0009]a).组装硬件，以zigbee2530组建基本的网络；[0010]步骤1选择基于ZigBee的硬件平台作为无线通信平台，用TI公司的无线收发芯片CC2530完成参考节点和未知节点间的通信以及RSSI的采集；[0011]步骤2该芯片兼容IEEE802.15.4规范，其输出功率可编程，可通过软件设置8个功率输出级，其中0dBm为芯片的默认输出功率。[0012]步骤3CC2530芯片在MAC层的数据成帧、冗余校验等方面完全兼容IEEE802.15.4规范。从CC2530接收的MAC帧中读出的RSSI值是芯片寄存器RSSI_VAL的值，需对该值进行修正，才能将其转换为接收节点RF管脚的功率值。运算公式如式：[0013]P＝RSSI_VAL+RSSI_OFFSET[dBm]。其中，RSSI_OFFSET是经验值，通常取-45dBm。[0014]b).节点选择；[0015]我们选取四个节点(P0、P1、P2、P3)，其中三个为无线信号发射参考节点(P1、P2、P3)，一个为无线信号接收未知节点(P0)。[0016]c).基于RSSI测距和定位；[0017]步骤1RSSI测距原理采用Shadowing理论模型，RSSI＝A-10nlgd；射频参数A被定义为用dBm表示的距离发射器1m接收到的平均能量绝对值，也就是距发射节点1m处的接收信号强度；n为信号传输常数，与信号传输环境有关；d为距发射节点的距离。3CN104244462A说明书2/