基于wifi的RSSI室内定位课程设计.docx

《基于wifi的RSSI室内定位课程设计.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、计算机科学与技术学院课程设计报告（2016~2017学年度第二学期）课程名称定位技术专业物联网工程班级01班学生姓名学号　指导老师目　　　　录一、定位技术概述3二、设计总体目标31.算法模型42.实现方案6三、实现方法及步骤6四、测试7五、结论7六、课程设计心得及体会7一、定位技术概述定位技术是一种应用广泛的高科技技术，自从GPS的出现取代了过去传统定位方式，定位技术在军事，导航，勘探绘测等各个方面的地位愈发重要。目前常见的定位可以大致分为室外定位和室内定位。室外定位技术一般有：GPS，基站，北斗卫星等；室内定位技术一般有：红外，超声波，RFID，Bluetooth，Wi

2、Fi，zigbee，超宽频，激光，视觉以及地磁等等。室外定位技术在GPS的领头下相对已经完善，但是室内定位却一直是科技前沿的难题。因为各类定位技术都或多或少有着难以掩饰的缺陷，这无疑为室内定位技术的发展造成了极大阻碍。由于智能手机的发展，大型商场，机场，高铁站等地无线AP越来越多，这无形为WiFi定位提供了便捷，本文将通过WiFi的RSSI（信号强度值）来实现室内定位。室内定位各类技术关于定位精度和技术实施难度的对比图一、设计总体目标通过wifi模块的信号强度值(RSSI),来实现室内定位。1.算法模型经典算法：三边测量法假设图（a）中三个圆的圆心A、B、C是对应的三个A

3、P的位置。其对应的坐标分别为。三个圆的交点D即为待定位的移动终端位置，坐标为(x,y)。对应测量点与各个无线接入点的距离为,,。根据几何关系可知:（a）设未知点位置为(x,y)，令其中的第一个球形P1 的球心坐标为(0,0)，P2 处于相同纵坐标，球心坐标为(d,0)，P3 球心坐标为(i,j)，三个球形半径分别为r1,r2,r3，z为三球形相交点与水平面高度。则有：r12=x2+y2+z2r22=(x-d)2+y2+z2r32=(x-i)2+(y-i)2+z2当z=0时，即为三个圆在水平面上相交为一点，首先解出x:x=(r12-r22+d2)/2d将公式二变形，将公式一

4、的z2 代入公式二，再代入公式三得到y的计算公式：y=(r12-r32-x2+(x-i)2+j2)/2jRSSI测距模型在实际环境中，由于多径、障碍物、绕射等随机因素存在，无线信号传输中普遍采用的模型为：（1）式中，为经过距离后的路径损耗；为经过单位距离后的路径损耗；为单位距离，通常为1；为均值为0的随机数并服从高斯分布，其标准差范围是4~10；是信号衰减因子，范围为2~4。接收端收到的信号强度为：（2）式中，是接收信号强度指示即RSSI；为发射信号的功率；为发射天线增益。基于该原理，IEEE802.15.4标准给出了简化后的信号衰减模型：（3）但考虑到环境、成本、定位精

5、度要求等因素，所以实际测量中测距模型可以进一步简化为：（4）式中，为信号衰减因子，范围一般为2~4；为定位节点与参考节点之间的距离；为定位节点与参考节点之间的距离为1m时测得RSSI值，式（4）就是RSSI测距的经典模型，得到了RSSI和的函数关系，故已知接收机接收到的RSSI值就可以算出与发射机之间的距离,和都是经验值和具体使用的硬件节点以及无线传播的环境有关，因此在不同的实际环境中和参数不同其测距模型也不同。1.实现方案其中三个无线ap的位置已经知晓基于WiFi的室内定位硬件方案概览(1)硬件方案设备型号数量单价无线APTp-linktl-WR845N393元智能手机

6、SonyXperiaXperformance16000元(仅需要用于测试)(2)软件方案a)安卓”WiFi分析仪”软件b)Excel制表c)Photoshop制图一、实现方法及步骤1.测出各AP距离一米时RSSI的值A，并定下坐标系2.通过测量距离每一个ap1米，2米，3米……时RSSI值，反推影响因子n，然后计算平均值得到各个AP的影响因子。3.测试多个不同的点的数据4.整理数据并通过数据模型计算得出坐标计算值和误差deviation5.整理数据做成图表6.根据数据结果和图表得出结论二、测试1.各个AP的坐标轴和A值以及n值设备坐标ANP1（0，0）3625P2（5.3

7、，0）2730P3（5.3，8.4）33202.实测多组数据组号坐标RSSI-P1RSSI-P2RSSI-P31（5.3，7.0）-55-54-362（5.3，6.0）-52-48-423（5.3，5.0）-52-46-484（5.3，4.0）-50-45-495（5.3，3.0）-46-38-536（5.3，2.0）-47-36-557（5.3，1.0）-44-35-568（2.0，1.0）-42-31-449（2.0，2.0）-58-37-4910(2.0，3.0)-50-56-421.误差计算组号d1d2d3xydevi