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RSSI定位方法

發(fā)布時(shí)間:2012/3/31 19:41:09 訪問次數(shù):4788

    在RSSI定位過程中,未知節(jié)點(diǎn)根ADG451BRZ-REEL7 據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度值計(jì)算信號(hào)的傳播損耗,按照相應(yīng)的傳播損耗模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離,然后再根據(jù)三邊定位法或者多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置。
    RSSI定位方法是未知節(jié)點(diǎn)利用RSSI測(cè)距技術(shù)測(cè)得到多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離,然后再根據(jù)三邊定位法或者多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置。SpotON項(xiàng)目,微軟的RADAR系統(tǒng)‘71都利用了RSSI測(cè)距技術(shù)。
    RADAR是一個(gè)基于RSSI測(cè)距的室內(nèi)定位系統(tǒng),用于確定用戶所在樓層的具體位置。它一般使用信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P秃屠碚撃P蛢煞N方法進(jìn)行未知節(jié)點(diǎn)的定位。
    (1)信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?BR>    該系統(tǒng)在分布區(qū)域內(nèi)布置了3個(gè)基站,并且每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)擁有信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)裝置,首先在整個(gè)區(qū)域內(nèi)選出一部分節(jié)點(diǎn)作為測(cè)試節(jié)點(diǎn),在系統(tǒng)啟動(dòng)前基站收集這些測(cè)試節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值,并建立相應(yīng)的離線數(shù)據(jù)庫,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)格式為(x,y,ssl,SS2,SS3),在系統(tǒng)運(yùn)行過程中基站測(cè)得未知節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度(ssl,ss2,ss3;),則把該值與數(shù)據(jù)庫中的記錄進(jìn)行比較,選取信號(hào)強(qiáng)度方差最小的記錄點(diǎn)作為該未知節(jié)點(diǎn)的位置。
    從上述方法中可知,利用信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蜏y(cè)得的位置指示近似估計(jì)位置,為了提高定位精度可以使用多次測(cè)量求平均值后的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,也可以取均方差最小的幾個(gè)記錄點(diǎn),然后再求這幾個(gè)點(diǎn)的質(zhì)心坐標(biāo)作為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置。從效果上看,這種方法具有較高的精度,但是它與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布以及測(cè)試節(jié)點(diǎn)的選取有關(guān),并且基站不能移動(dòng),一旦移動(dòng),所建立的離線數(shù)據(jù)庫便失效,需要重新建立數(shù)據(jù)庫。
    (2)信號(hào)傳播的理論模型
    在4.1.1小節(jié)講解的基于RSSI測(cè)距技術(shù)中就講到無線信號(hào)傳播理論模型,其中以部分是根據(jù)環(huán)境而定的,在RADAR系統(tǒng)中,由于是室內(nèi)定位的,主要考慮了室內(nèi)墻壁對(duì)信號(hào)傳播的影響,建立信號(hào)衰減和傳播距離之間的關(guān)系,如式(4-11)所示。根據(jù)3個(gè)基站測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度,利用該式計(jì)算基站到未知節(jié)點(diǎn)的距離,然后利用三邊測(cè)量法計(jì)算該未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。

                
   
    該式中部分符號(hào)語義在前面部分已經(jīng)講解,這里不再重復(fù),其中”表示路徑長(zhǎng)度和路徑損耗之間的比例因子:如表示參考節(jié)點(diǎn)和基站之間的距離;門形表示節(jié)點(diǎn)和基站之間墻壁的個(gè)數(shù);C表示信號(hào)穿過墻壁個(gè)數(shù)的閾值;WAF表示信號(hào)穿過墻壁的衰減因2和WAF均依賴于建筑物的結(jié)構(gòu)和使用的材料。
    此種方法定位精度遜于信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P,但是不用提前建立?shù)據(jù)庫,開銷小,成本低,并且適合無人值守的區(qū)域。
    總體來講,基于RSSI的定位受到周圍環(huán)境的影響很大,定位精度不穩(wěn)定,尤其是在室外,影響因素會(huì)更多,該技術(shù)離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。

    在RSSI定位過程中,未知節(jié)點(diǎn)根ADG451BRZ-REEL7 據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度值計(jì)算信號(hào)的傳播損耗,按照相應(yīng)的傳播損耗模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離,然后再根據(jù)三邊定位法或者多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置。
    RSSI定位方法是未知節(jié)點(diǎn)利用RSSI測(cè)距技術(shù)測(cè)得到多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的距離,然后再根據(jù)三邊定位法或者多邊極大似然估計(jì)法計(jì)算未知節(jié)點(diǎn)的位置。SpotON項(xiàng)目,微軟的RADAR系統(tǒng)‘71都利用了RSSI測(cè)距技術(shù)。
    RADAR是一個(gè)基于RSSI測(cè)距的室內(nèi)定位系統(tǒng),用于確定用戶所在樓層的具體位置。它一般使用信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P秃屠碚撃P蛢煞N方法進(jìn)行未知節(jié)點(diǎn)的定位。
    (1)信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?BR>    該系統(tǒng)在分布區(qū)域內(nèi)布置了3個(gè)基站,并且每個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)擁有信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)裝置,首先在整個(gè)區(qū)域內(nèi)選出一部分節(jié)點(diǎn)作為測(cè)試節(jié)點(diǎn),在系統(tǒng)啟動(dòng)前基站收集這些測(cè)試節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值,并建立相應(yīng)的離線數(shù)據(jù)庫,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)格式為(x,y,ssl,SS2,SS3),在系統(tǒng)運(yùn)行過程中基站測(cè)得未知節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度(ssl,ss2,ss3;),則把該值與數(shù)據(jù)庫中的記錄進(jìn)行比較,選取信號(hào)強(qiáng)度方差最小的記錄點(diǎn)作為該未知節(jié)點(diǎn)的位置。
    從上述方法中可知,利用信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蜏y(cè)得的位置指示近似估計(jì)位置,為了提高定位精度可以使用多次測(cè)量求平均值后的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算,也可以取均方差最小的幾個(gè)記錄點(diǎn),然后再求這幾個(gè)點(diǎn)的質(zhì)心坐標(biāo)作為信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置。從效果上看,這種方法具有較高的精度,但是它與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的分布以及測(cè)試節(jié)點(diǎn)的選取有關(guān),并且基站不能移動(dòng),一旦移動(dòng),所建立的離線數(shù)據(jù)庫便失效,需要重新建立數(shù)據(jù)庫。
    (2)信號(hào)傳播的理論模型
    在4.1.1小節(jié)講解的基于RSSI測(cè)距技術(shù)中就講到無線信號(hào)傳播理論模型,其中以部分是根據(jù)環(huán)境而定的,在RADAR系統(tǒng)中,由于是室內(nèi)定位的,主要考慮了室內(nèi)墻壁對(duì)信號(hào)傳播的影響,建立信號(hào)衰減和傳播距離之間的關(guān)系,如式(4-11)所示。根據(jù)3個(gè)基站測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度,利用該式計(jì)算基站到未知節(jié)點(diǎn)的距離,然后利用三邊測(cè)量法計(jì)算該未知節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。

                
   
    該式中部分符號(hào)語義在前面部分已經(jīng)講解,這里不再重復(fù),其中”表示路徑長(zhǎng)度和路徑損耗之間的比例因子:如表示參考節(jié)點(diǎn)和基站之間的距離;門形表示節(jié)點(diǎn)和基站之間墻壁的個(gè)數(shù);C表示信號(hào)穿過墻壁個(gè)數(shù)的閾值;WAF表示信號(hào)穿過墻壁的衰減因2和WAF均依賴于建筑物的結(jié)構(gòu)和使用的材料。
    此種方法定位精度遜于信號(hào)傳播經(jīng)驗(yàn)?zāi)P停遣挥锰崆敖?shù)據(jù)庫,開銷小,成本低,并且適合無人值守的區(qū)域。
    總體來講,基于RSSI的定位受到周圍環(huán)境的影響很大,定位精度不穩(wěn)定,尤其是在室外,影響因素會(huì)更多,該技術(shù)離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。

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