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RSSI測距和距離幾何約束的節點定位算法設計與實現

作者: 時間:2011-07-05 來源:網絡 收藏

電系統(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系統(SOC, System on Chip)、無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展,孕育出無線傳感器網絡(Wireless Sensor Networks, WSN),并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網絡就是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器組成,通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/150521.htm

  無線傳感器網絡所具有的眾多類型的傳感器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。基于MEMS的微傳感技術和無線聯網技術為無線傳感器網絡賦予了廣闊的應用前景。這些潛在的應用領域可以歸納為:軍事、航空、反恐、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領域。

  無線傳感器網絡是一種全新的信息獲取平臺,能夠實時監測和采集網絡分布區域內的各種檢測對象的信息,并將這些信息發送到網關,以復雜的指定范圍內目標檢測與跟蹤,具有快速展開、抗毀性強等特點,有著廣闊的應用前景。

  在實際的應用中由于反射、多徑傳播、非視距、天線增益等問題都會對產生誤差,從而引起較大的誤差。本文利用二維空間的Cayley - Menger行列式[2,3]提供的誤差進行優化修正,結合三角形質心計算,提出了一種基于結合三角形質心(RDGC-TCL)。仿真表明,該與基于RSSI和三角形質心(R_TCL)相比,提高了定位精度。

  RDGC-TCL 算法

  RSSI 技術

  通過接收到的信號強弱測定信號點與接收點的,進而根據相應數據進行定位計算的一種定位技術   如無線傳感的ZigBee網絡CC2431芯片的定位引擎就采用的這種技術、算法。

  接收機測量電路所得到的接收機輸入的平均信號強度指示。這一測量值一般不包括天線增益或傳輸系統的損耗。

  RSSI(Received Signal Strength Indicator)是接收信號的強度指示,它的是在反向通道基帶接收濾波器之后進行的。

  為了獲取反向信號的特征,在RSSI的具體中做了如下處理:在104us內進行基帶IQ功率積分得到RSSI的瞬時值,即RSSI(瞬時)=sum(I^2+Q^2);然后在約1秒內對8192個RSSI的瞬時值進行平均得到RSSI的平均值,即RSSI(平均)=sum(RSSI(瞬時))/8192,同時給出1秒內RSSI瞬時值的最大值和RSSI瞬時值大于某一門限時的比率(RSSI瞬時值大于某一門限的個數/8192)。由于 RSSI是通過在數字域進行功率積分而后反推到天線口得到的,反向通道信號傳輸特性的不一致會影響RSSI的精度。

  在空載下看RSSI的平均值是判斷干擾的最主要手段。對于新開局,用戶很少,空載下的RSSI電平一般小于-105dBm。在業務存在的情況下,有多個業務時RSSI平均值一般不會超過-95dBm。從接收質量FER上也可以參考判斷是否有干擾存在。通過以發現是否存在越區覆蓋而造成干擾,也可以從 Ec/Io與手機接收功率來判斷是否有干擾。對于外界干擾,通過頻譜儀分析進一步查出是否存在干擾源。


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