基于RSSI的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLan)在近年來(lái)發(fā)展迅速。區(qū)別于傳統(tǒng)有線(xiàn)連接，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁有節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)靈活，節(jié)點(diǎn)可移動(dòng)等優(yōu)勢(shì)，伴隨而來(lái)的是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的位置信息受到了更多關(guān)注。節(jié)點(diǎn)位置信息對(duì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起到支撐作用，對(duì)于節(jié)點(diǎn)位置的感知也可以使無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)提供更多基于位置的服務(wù)。已有的定位方式中最為著名的為GPS(Global Positioning System)，然而它也存在應(yīng)用局限?；赗SSI

2、的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)直接依據(jù)信號(hào)衰減原理，不需要網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)增加額外的設(shè)備和通信開(kāi)銷(xiāo)，成為定位領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　本文對(duì)基于RSSI的定位技術(shù)進(jìn)行了如下研究:
　　(1)首先利用無(wú)線(xiàn)信號(hào)自由空間傳輸模型，擬合得到無(wú)線(xiàn)信號(hào)RSSI與距離的關(guān)系。在三邊定位技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入了概率的思想，用相應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度出現(xiàn)的頻率估計(jì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的位置，提出一種基于概率的定位算法LRPD，以應(yīng)對(duì)接收端RSSI呈現(xiàn)波動(dòng)態(tài)勢(shì)的問(wèn)題。在真實(shí)環(huán)境中，使用Int

3、el無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡和Samsung平板電腦進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，將LRPD算法與傳統(tǒng)的質(zhì)心定位方法和三邊定位法進(jìn)行了比較。此外，針對(duì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相對(duì)稀疏的場(chǎng)景，提出了一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)路徑控制算法，借助移動(dòng)過(guò)程中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)RSSI值變化，對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行追蹤定位。
　　(2)區(qū)別于室外空曠區(qū)域，室內(nèi)無(wú)線(xiàn)信號(hào)反射、折射和繞射現(xiàn)象復(fù)雜，RSSI和節(jié)點(diǎn)間距離關(guān)系難以用函數(shù)計(jì)算，本文對(duì)RSSI指紋定位法（經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ投ㄎ环ǎ┻M(jìn)行了研究。利用C++仿真實(shí)驗(yàn)，測(cè)

4、試了k-近鄰算法性能，對(duì)于可能影響定位精度的因素進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，找出影響定位精度的主要原因。在此基礎(chǔ)之上，提出了改進(jìn)的k-近鄰算法IKNN，通過(guò)增添虛擬節(jié)點(diǎn)和動(dòng)態(tài)k值選擇技術(shù)提高定位精度。對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，相較于傳統(tǒng)的k-近鄰算法，改進(jìn)的算法定位精度提高約16％。
　　(3)綜合以上2種算法，本文利用TI-CC2430傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套室內(nèi)定位系統(tǒng)。系統(tǒng)首先使用IKNN算法中的虛擬參考節(jié)點(diǎn)設(shè)立和動(dòng)態(tài)k值選擇技術(shù)，選取目標(biāo)節(jié)點(diǎn)周