一种基于RSSI测距的室内自适应智能定位算法.pdf

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1、114传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2010年第29卷第12期＼pp计算与测试p《00、P一种基于RSSI测距的室内自适应智能定位算法王玫，郑晨(桂林电子科技大学，广西桂林541004)摘要：为进～步提高定位精度，提出一种改进的三边定位算法：根轴定位算法，并将路径损耗指数(PLE)的实时值运用在根轴定位算法中，形成自适应智能定位系统。计算机仿真结果表明：该算法具有更小的定位误差，改善了系统的稳定性。关键词：无线传感器网络；定位；接收信号强度指示；根轴中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000-978

2、7(2010)12-0114-04AnindoorintelligentlocalizationalgorithmbasedonRSSIWANGMei，ZHENGChen(GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China)Abstract：InordertOimprovepositioningprecision，animprovedalgorithmfortrilaterationofradicalaxispositioningalgorithmwaspresented．Atthesanletime，th

3、ereal—timevalueofpathlossexponent(PLE)isusedintheradicalaxispositioningalgorithmtoformself-adaptiveintelligentpositioningsystem．Computersimulationresultsshowthatthisalgorithmhassmallerpositioningerrorsandthestabilityofthesystemisimproved．Keywords：wirlesssensornetworks(WSNs)；positioning；r

4、eceivedsignalstengthindicator(Rssi)；radicalaxis0引言指数值形成自适应智能定位系统。该算法能够对未知节点无线传感器网络定位技术是用一些位置已知的传感器进行快速定位，并具有较小的计算开销，定位精度高，环境通过自身的定位装置来确定那些未知的传感器的位置信干扰鲁棒性强。息。这些定位技术大致可分为三类：接收信号强度(RSS)1根轴定位算法描述测量，到达角度(AoA)测量和到达时间(ToA)测量。在这1．1测距模型些技术中，虽然基于RSS的定位技术只能提供粗精度的定现有的基于测距的定位技术是依靠对数一正态无线传位估计，但因为它结构简单

5、，节点无需额外的硬件装置而倍播模型用RSS值估计发射点到接收点的距离。所以，具体受关注。的统计模型如下“目前，基于接收信号强度指示(RSSI)无线传感器网络尸Ⅳ(尸f，：)，(1)定位算法有多种提高定位精度的方法。文献[6]用加权质=Po-lOctlog】o(／do)．(2)心算法通过信标节点对未知节点的不同影响力来确定加权其中，P为接收节点从发射节点i的接收功率，mW。因子，提高定位精度，但此算法很大程度上依赖信号传播模P，为平均接收功率，mW。r，2。为遮挡方差，为在参考节型中的路径损耗指数。文献[7]采用多次测量求平均的统点处的接收功率，·nw。为节点i和之间的距

6、离。在计滤波方法，消除环境干扰等偶然因素产生的静态误差，该本文中，是在处用自由空间损耗模型计算得到的。方法对因节点硬件失效或障碍物阻挡等产生的测距误差并为了简化计算，本文假设P=。不是很有效。文献[4，8]运用插值法以减少测量次数，这1．2理论推导些技术利用空间信息或经典的传播模型在一些信标节点插根轴：在平面上任给2个不同心的圆，则对两圆圆值提高定位精度，但在动态的环境中这些方法难以获得准幂相等的点的集合是一条直线，这条直线成为两圆的根轴。确的信息。本文采用圆的几何力量线一根轴理论，提出一种适合根轴反映了一个点与圆的相对距离关系。于室内环境的定位算法。并在此基础上获得实

7、时路径损耗圆幂：假设平面上有一点P，有一圆O，其半径为R，收稿日期：2010--04—19第12期王玫，等：一种基于RSSI测距的室内自适应智能定位算法115则D尸2-OR。即为P点到圆0的幂。所以，圆外的点对圆，l，、l=的幂为正，圆内的点对圆的幂为负，圆上的点对圆的幂为／(AA)Ab(5)0。相关定理：平面上任意两圆的根轴垂直于它们的连心线。若两圆相交，则两圆的根轴为其公共弦所在直线。若两圆相切，则两圆的根轴为其公切线。设d，i=1，⋯n，为n个信标节点到一个未知节点D(，Y)的估计距离，其信标节点的坐标为(，Y)，i=1，⋯，n。在