基于RSSI的室內(nèi)無源感知模型和定位算法研究.pdf

1、現(xiàn)如今，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)底層感知的重要組成部分得到了越來越多的發(fā)展和應(yīng)用，與此同時，人們對于感知定位技術(shù)的需求也越來越高;因此，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無源感知定位作為一種新的研究方向得到了廣泛關(guān)注?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無源感知定位方法與傳統(tǒng)的感知定位方法相比有著許多優(yōu)點(diǎn)。常用的通過檢測光線、超聲波、紅外線等物理屬性的感知定位方法會受到很多環(huán)境因素的限制，如光線、溫度、盲區(qū)等?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的無源感知方法可以不受上述因素的干擾

2、，它能有效的適應(yīng)各種變化的環(huán)境，并且不需要感知目標(biāo)配合攜帶任何的電子標(biāo)簽和移動設(shè)備，是一種新型的無源感知方法。因此它具有更為廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。
　　在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中使用射頻信號進(jìn)行無源感知的方法，本質(zhì)上是利用了障礙物遮擋對無線信號鏈路的影響，當(dāng)有物體遮擋無線鏈路時，會使得鏈路信號接收強(qiáng)度(RSSI)發(fā)生改變，通過分析無線鏈路的這種變化屬性，總結(jié)其變化規(guī)律，可以實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行人員感知的目的，并通過利用橢圓模型算法，對感知

3、區(qū)域內(nèi)存在的人員進(jìn)行定位。因此，本文圍繞室內(nèi)無源感知模型和定位算法開展研究。
　　論文首先分析了室內(nèi)無線信號的傳播特征和衰落模型，分析找出障礙物對信號功率的影響原因，并總結(jié)了橢圓模型定位方法，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了無源感知定位實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛯?shí)驗(yàn)方案，這其中包括了對感知定位流程的規(guī)劃，對實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)，所采用的數(shù)據(jù)收集和處理方法以及感知定位所采用的算法程序。同時，在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上研究了橢圓模型定位算法，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析算法的缺陷，對定位算

4、法進(jìn)行了改進(jìn)，解決了定位中出現(xiàn)的邊緣效應(yīng)，提高橢圓模型定位算法的定位精度。在搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件選擇上，實(shí)驗(yàn)中使用了以CC2530芯片作為控制核心的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位節(jié)點(diǎn)硬件模塊;在軟件編程中，實(shí)驗(yàn)中通過IAR Embedded Workbench編譯環(huán)境使用了TI官方提供的簡單協(xié)議Basic RF來編寫和修改節(jié)點(diǎn)程序，完成感知節(jié)點(diǎn)的程序設(shè)計(jì);通過使用環(huán)協(xié)機(jī)制實(shí)現(xiàn)了對于整個傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的控制和數(shù)據(jù)采集，完成了無源感知定位實(shí)驗(yàn)