基于rssi的室内定位关键技术研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于RSSI的室内定位关键技术研究　　摘要：由于低功耗蓝牙技术具有极低的运行功耗，因此基于低功耗蓝牙网络的定位技术得到了广大学者的关注。为了解决基于接收信号强度指示法定位误差较大的问题，文中对低功耗蓝牙定位技术进行了研究，提出了一种优化的基于RSSI测距定位算法。该算法不同于传统的质心定位算法之处是加入了动态损耗因子校准模型。该算法首先动态获取不同时间段内的路径损耗因子，然后在定位阶段通过

2、判断系统目前所处的时间段来动态加载不同的路径损耗因子。通过时间段的不同动态使用不同的损耗因子参与定位计算更符合实际情况，使测距定位更加准确。实验表明，该方案与传统的RSSI定位方案相比，在定位精度方面得到了明显提高。　　关键词：损耗因子；低功耗蓝牙技术；质心定位算法；RSSI；节点定位　　中图分类号：TP39；文献标识码：A文章编号：2095--00-03　　0引言　　近年来，随着人们对位置服务需求的增长，物联网技术的成熟以及低功耗蓝牙技术的问世，使得基于低功耗蓝牙接收信号强度指示的室内定位技术成为了广大学者的研究热点，应用前景十分广阔[1]。为了充分发挥“教学点

3、数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　目前蓝牙无线传感器网络主要有两种定位方式，即基于测距的定位技术和距离无关的定位技术[2，3]。其中无需进行测距的定位算法主要有质心算法、DV-Hop算法、Amorphous定位算法和APIT算法等[4]。这些定位算法无需进

4、行实时的距离测算，只是用来粗略估算未知节点的位置，因此定位精度并不高。而基于距离的定位算法主要有三边定位法、TOA、TDOA和接收信号强度指示法。其中基于信号传播时间和时间差法对硬件要求较高[5-7]，而基于RSSI的定位算法�τ布�却没有太高要求，只需发射端发送信号，接收端利用接收到的信号强度值，通过滤波去噪处理后，代入信号传播模型就可推导出接收端与发射端的距离，实现较简单。因此通常使用基于RSSI的指示法进行无线网络定位。　　但是目前基于RSSI的定位算法在测量误差和定位精度上还存在很多问题，这主要是由于室内环境复杂，人员流动，以及各种障碍物的遮挡造成信号在传

5、播过程中形成的多径、衍射现象，严重影响了定位精度[8-11]。　　针对以上问题，本文对信号传播模型进行了研究，提出了一种改进的路径损耗因子计算法，然后结合三边测量法和质心法对未知节点进行了定位。　　1定位算法模型　　信号衰减模型为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，

6、熟悉系统的使用和维护。　　蓝牙无线信号在空中传播时，通常都会随着传输距离的增加而信号强度逐渐减弱[12]。大量实验表明，蓝牙信号强度值大小与距离之间满足对数-常态分布经验模型，表达式如下：　　　　其中，RSSI代表传输距离为d时，接收端接收到的信号强度值；A为一固定值；n为路径损耗因子，由公式可得：　　　　在得到距离信号传播模型后，还不能直接将其用于测距运算。从公式中可以看出，利用该公式进行距离计算时，影响测距的准确性因素除了依赖于目标节点接收到的信号强度值是否准确外，还依赖于路径损耗因子n。对于路径损耗因子的获取，一种做法就是通过以往的经验，选取一个经验值。这样

7、做比较简单，但通常会带来很大的误差。即使在相同环境下，路径损耗值也不是固定不变的。　　路径损耗因子分析　　为了研究不同的损耗因子对RSSI-d关系式的影响，本文首先假设固定参数A为45，则由公式可得不同损耗因子的RSSI-d关系式。路径损耗因子分析如图1所示。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人

8、员统一到县