无线传感器网络报告——rssi的测量及其与距离的关系

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1、实验课程名称：无线传感器网络任课教师：xxx实验项目名称：RSSI的测量及其与距离的关系实验组员：姓名:___xxx____学号:_xxxxx____姓名:___xxx____学号:_xxxxxxxx___姓名:__xxx____学号:_xxxxxxx____姓名:___xxx____学号:_xxxxxxx____实验日期:_2013年12月_RSSI的测量及其与距离的关系实验日期：201x年xx月[姓名][学号]xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx1.

2、实验目的l研究发送功率、传输距离、接收信号强度、环境四者之间的定量关系。l从实测数据中总结出无线信号随距离增加、环境变化而衰减的规律。l为了做定位积累一些数据。2.实验原理关于RSS，可以先从自由空间传播模型(Freespacepropagationmodel)入手来分析，这里的自由空间模型是指无障碍物的远场情况，主要适用于卫星通信。如下图，功率密度通量由下面等式给出：为了达到准确测距的目的，我们希望减小随机小尺度衰减并提取出更加精确的大尺度衰减。RSSI的测距方式虽然不像TOA和TDOA测距那样需要同步

3、（TOA与TDOA两种算法都是以时间为量测基础的技术，需要精准的同步和时钟，其中TDOA是利用相对时间的信息来达成测距，TOA是以绝对时间的量测来估计距离），但其受多重路径衰减变量（Attenuationvariance）的影响，需要做多重的测量和平均的动作，对系统造成额外的负担。相对于以时间为基础的测距技术，RSS则是属于以信号强度为量测基础的技术，它不需要精确的同步和参照时钟。然而RSS却易受多重路径衰减、遮蔽效应(Shadowingeffect)影响估计的准确度。除了单一技术的应用，亦可朝向整合其它

4、技术的方向发展，如结合TDOA与RSS等以提供较精准的测距。对于课程使用的CC2420射频芯片，当监测到信道有数据时，将数据经过模/数转换后送入数字解调器中进行帧同步；如果同步就将数据填入接收缓冲区中，最后填充当前信道内的RSSI（ReceiveSignalStrengthIndicator，接收信号强度指示器）信息。同时CC2420提供一个读取RSSI值的命令，我们可以调用该命令来得到当前信道的信号强度值，作为拟合与计算的依据。但我们更倾向于使用前述CC2420在接收到数据包时，自动在数据包的倒数第二个

5、字节里填充的当前接收数据包时RSSI值。3.实验准备3.1硬件器材清单与连接硬件：PC机2台（烧制程序及为节点供电），串口电缆1根，RSSI节点2个预先将PC机中关于RSSI实验的程序通过串口电缆烧制如RSSI节点。实验开始后，PC机仅作为RSSI节点的电源供电使用（由于RSSI节点上的电池供电模块不能正常工作）。3.2实验思路取两个节点，一个作为发送节点，一个作为接收节点，接收节点通过节点上的LCD模块输出ED值。在楼道中央放置一个节点（距地0米），发送功率设置为4dBm。然后以此为中心，做一个25米×

6、3米的长方形，以1米为步长，在正方形的每个格点上，分别记录高度0米、1米、2米处记录ED值。此步骤完毕后，将发送节点提高到1米处，重复实验，接收节点仍要在0米、1米、2米高度测量。第三次要将发送节点提高到2米处。然后将发送功率提高到比最大功率略小和降低到比最小功率略大，在此重复上述过程。4实验步骤与结果记录及分析4.1实验步骤由于实验前节点的相关程序已烧制完成，故可以直接打开节点进行实验。由于时间及条件限制，实验并没有完全按照3.2实验思路中的内容进行，而是进行了一定的简化。（1）在楼道中央放置一个节点（

7、距地0米），发送功率设置为4dBm（2）以此为原点，做一个25米长的直线，以1米处为起点，1米为步长，在此直线上记录高度为0米的RSSI值。（3）将发送节点提高到1米处，重复（2），接收节点的记录高度调整为1米。（1）将发送节点提高到2米出，重复（2），接收节点的记录高度调整为2米。（5）将发送结点与接收节点均靠墙重复（1）~（4）步骤4.2结果记录4.2.1在楼道中心线上测量（1）发送和接收高度均为0米时的ED值距离（m）12345信号强度（dBm）-43-56-65-60-68距离（m）678910信

8、号强度（dBm）-68-65-73-72-73距离（m）1112131415信号强度（dBm）-77-71-71-70-77距离（m）1617181920信号强度（dBm）-74-79-77-77-71距离（m）2122232425信号强度（dBm）-71-70-76-77-72（2）发送和接收高度均为1米时的ED值。距离（m）12345信号强度（dBm）-35-46-44-45-44距离（m）678910信号强度（dBm）-