一种基于接收信号强度的室内定位方法技术

本发明专利技术采用的一种基于信号接收强度的室内定位方法，在RSSI定位的基础上提出新的几何定位方法。该方法以距离作为参考值选择两个AP接入点，并根据这两个基准AP接入点初步缩小范围，再利用第三个AP接入点进一步确定具体位置。该方法在降低计算复杂度的同时，还能有效地提高定位的精确度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线传感器网络
，特别涉及一种基于接收信号强度的室内定 位方法。
技术介绍
定位技术在生活中应用广泛，这里举三个例子：在商业广告领域，得到移动用户确 定的定位信息后，商家可以给自己周边的用户推送临近商铺的广告信息；在监狱中，监管人 员可以采用室内定位技术实时掌握狱内人员的行踪动态；仓库管理中，某类物品的位置也 可以在添加信息交换装置后，让管理员更好地分配管理物品。 以测距为基础的定位算法第一步是获取定位节点和毗邻它的参考节点间的距离 或者是节点间夹角，再利用距离或角度信息算出定位节点的坐标数据。获取节点间距离或 角度信息时采用的算法有基于信号到达角度（A0A)的定位方法，基于信号到达时刻（T0A) 的定位方法，基于信号到达时间差CTD0A)的定位方法以及基于接收信号强度（RSSI)的定 位方法。其中基于接收信号强度的定位方法不需要额外的硬件设备，具有成本低，易实现的 优点。 基于信号接收强度的定位方法的基本原理是根据移动终端测得的信号强度，推算 出发射端和移动终端之间的距离。当有三个或三个以上的已知位置的发射端锚节点，理论 上就能找出一个点，它到所有发射端的距离均满足测得的距离值，这个点就是移动终端的 位置。 室内多径效应和障碍物等因素会使在同一点获取的信号强度值有较大浮动，而测 得的距离与实际距离的误差，会使得定位的精确度降低很多。需要一种新的方法，可以有效 提高测量信号强度的稳定性，并提高定位的精准度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种基于信号接收强度 的室内定位方法，以改善测量信号接收强度的不稳定性，提高室内定位的精准度。 本专利技术为解决上述技术问题采用包括： S1、将信号强度转化为距离； S2、通过连续测距寻找信号强度最大值，以降低测距不稳定性； S3、在所得距离值不准确的情况下，先选择两个离移动设备较近AP接入点，以这 两个基准AP接入点初步缩小范围，再利用最远的AP接入点进一步确定移动设备具体位 置； 本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果： 采用，通过连续测距寻找信号强度最大 值，改善测距的不稳定性；通过方法改进，在测距不准的前提下提高定位的精确度。【附图说明】 图1是定位方法流程不意图。 图2是彳目号圆相切时模型不意图。 图3是信号圆相交时模型示意图。 图4是信号圆相离时模型示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明 本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。 如图1所示，对基于信号接收强度的室内定位方法进行实施，具体流程如下： (1)将信号强度转换成距离。RSSI值和通信距离有着函数关系，它的值随着距离 的增加相对越变小。信号衰减采用对数距离衰减模型，公式如下： 其中RSSI⑷距离发射源为d处接收到的RSSI强度值，单位dBm;RSSI(d。）为在 d。米处未知节点收到的RSSI值，单位dBm;d为发射端与接收端的距离；d。为参考距离，单 位m;n为路径衰减指数也叫环境因子d表示正态随机变量。 为了计算简便，将d。取值为1，G取值为0,则可将公式简化为： RSSI=A-10nlgd .4、-RSSI 根据信号强度，估算出待测移动设备和AP之间的距离j=1()Is 但是由于室内多径传播，障碍物等因素的影响，所接受到的信号强度在数值上浮 动较大。为了简化方法，除多径加强外，认为经多径传播获得的信号强度是弱于未经折射的 信号强度的。所以在较短时间内多次接收信号强度，比如一秒内连续接收20次信号强度， 然后选择强度最大的信号，以此降低测距的不稳定性。 (2)选取两个距离较近的AP接入点。因为测得数据的精确度与距离有关，距离越 近，所测得的值的可信度就越高，得到的定位越精确。 (3)以这两个基准AP接入点初步缩小范围，再利用最远的AP接入点进一步确定移 动设备具体位置。 移动终端位于以发射端为圆心，以移动终端为与发射端之间的距离为半径的圆 上，我们称它为信号圆。在测不准的前提下，选取的两个AP1，AP2接入点作为圆心的两个信 号圆会有三种情况，我们以这三种情况建立模型，分别是如图2所示的相切，如图3所示的 相交和如图4所示的相离。dl是以API为圆心的信号圆半径，以此类推d2和d3。 相切时，模型如图2,dl+d2为API和AP2距离，切点M就是移动点所在的位置。 相交时，模型如图3，dl+d2大于API和AP2的距离，PQ是两个信号圆的公共弦，我 们在线段PQ上均匀加入十个点，将每个点到AP3的距离计算出来，并且与实际得到的d3比 较，数值相差最小的M点就认为是移动点的位置。 相离时，模型如图4,dl+d2小于API和AP2的距离。将API和AP2相连，与信号圆 的交点为P和Q，线段PQ上均匀加入十个点，将每个点到AP3的距离计算出来，并且与实际 得到的d3比较，数值相差最小的M点就认为是移动点的位置。 本专利技术采用，通过在短时间内多次接收信 号强度的方法，改善测距的不稳定性。通过两个基准AP接入点初步缩小范围，再利用最远 的AP接入点进一步确定移动设备具体位置的方法，提高定位的精准度。【主权项】1. ，其特征在于，包括： 51、 通过连续测距寻找信号强度最大值，以降低测距不稳定性； 52、 在所得距离值不准确的情况，计算移动点位置；2. 如权利要求1所述的基于信号接收强度的室内定位方法，其特征在于所述步骤Sl进 一步包括：在较短时间内多次接收信号强度，比如一秒内连续接收20次信号强度，然后选 择强度最大的信号，以此降低测距的不稳定性。3. 如权利要求1所述的基于信号接收强度的室内定位方法，其特征在于所述步骤S2进 一步包括：选择两个最接近的AP接入点，并根据这两个基准AP接入点初步缩小范围，再利 用第三个AP接入点进一步确定具体位置。所选取的两个基准AP的信号圆会有三种关系分 别是相切，相交和相离。相切时，切点就是移动点所在的位置。相交时，在上述两个信号圆 的公共弦上均匀加入十个点，将每个点到第三个AP接入点的距离计算出来，并且与实际测 得的距离比较，数值相差最小的点就是移动点的位置。相离时，在连接两个信号圆最短的线 段上均匀加入十个点，将每个点到第三个AP接入点的距离计算出来，并且与实际测得的距 离比较，数值相差最小的点就是移动点的位置。【专利摘要】本专利技术采用的一种基于信号接收强度的室内定位方法，在RSSI定位的基础上提出新的几何定位方法。该方法以距离作为参考值选择两个AP接入点，并根据这两个基准AP接入点初步缩小范围，再利用第三个AP接入点进一步确定具体位置。该方法在降低计算复杂度的同时，还能有效地提高定位的精确度和稳定性。【IPC分类】H04W84/18, H04W64/00【公开号】CN105007624【申请号】CN201510498295【专利技术人】房鹏, 杨帅, 桂林卿, 孟维新, 束锋, 张一晋, 钱玉文 【申请人】南京理工大学【公开日】2015年10月28日【申请日】2015年8月13日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于接收信号强度的室内定位方法，其特征在于，包括：S1、通过连续测距寻找信号强度最大值，以降低测距不稳定性；S2、在所得距离值不准确的情况，计算移动点位置；

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：房鹏，杨帅，桂林卿，孟维新，束锋，张一晋，钱玉文，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32