[发明专利]基于区域划分的无线信号传输参数确定的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及一种基于区域划分的无线信号传输参数确定的定位方法。

背景技术

无线定位常用的位置度量方式有：基于到达时间TOA(Time of Arrival)的定位、基于到达时间差TDOA(Time Difference of Arrival)的定位、基于到达角度AOA(Angle of Arrival)的定位、基于接收信号强度指示RSSI(ReceivedSignal Strength Indicator)的定位、基于连通性(connectivity)的定位、基于跳数(hop)的定位等。其中，基于TOA、TDOA、AOA的三种方式的位置度量方式定位精度较高，但对硬件和功耗的要求也高，不适合大规模的无线定位网络；而基于RSSI、连通性和跳数的位置度量方式，虽然精度较低，但是具有不需要额外的硬件、功耗较低、受环境影响较小的优点，适合大规模低功耗的无线定位网络。

基于接收信号强度指示RSSI的测距算法，是通过测量发射机的无线发射信号强度，对目标节点进行距离计算的一种方法。RSSI值是一种指示当前介质中电磁波能量大小的数值。RSSI的值随着距离的增加而减小，位置位置的节点可以通过接收到的RSSI计算其与已知节点的距离。通常，RSSI值会由通信控制芯片提供，包含在节点接收到的无线数据里，不需要额外的硬件资源。

RSSI测距算法虽然不需要额外的硬件装置，功耗也相对较小，但是却存在着较大的定位误差。RSSI测距的误差来源可以大致可分为三类：硬件相关误差、定位方法的局限性误差以及环境的影响误差。

增加RSSI的测量周期或者重复测量会减少误差，但是这是以减少网络寿命和定位的更新速度为代价。

发明内容

本发明提供一种基于区域划分的无线信号传输参数确定的定位方法，将实际环境划分为不同的区域，分别确定区域中的无线信号传输参数，从而减小定位误差，提高定位精度。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于区域划分的无线信号传输参数确定的定位方法，其包括以下步骤：

根据实际环境布置多个已知位置节点，由网关获取多个已知位置节点的坐标，在监控中心建立网络地图，并划分定位最小区域；

根据对数距离损耗模型确定参考点的无线信号衰减模型；

根据无线信号衰减模型分别计算每个已知位置节点与其相邻已知位置节点连线方向上的初始参数；

根据待测位置节点和多个已知位置节点通信的信号强度，对不同区域内的初始参数进行加权和修正，得到待测位置节点到通信范围内的已知位置节点的距离；

根据待测位置节点到该通信范围内的已知位置节点距离以及该通信范围内的已知位置节点的坐标，得到待测位置节点的坐标。

较佳的，在上述定位方法中，多个已知位置节点间的距离按固定距离R布置，并允许10％R左右的误差，其中，R根据实际环境和已知位置节点的信号覆盖半径确定，每个已知位置节点周围，至少布置4个其他已知位置的节点，且中心处已知位置节点与其周围的相邻两个已知位置节点所成角度小于180°。

较佳的，在上述定位方法中，由网关获取多个已知位置节点的坐标，在监控中心建立网络地图，并划分定位最小区域步骤包括：

监控中心通过网关收集多个已知位置节点的x、y坐标信息，建立由所有已知位置节点组成的平面坐标图；

根据多个已知位置节点的坐标，分别将已知位置节点和其周围相邻的两个已知位置的节点划分为一个三角形区域，作为最小的定位区域。

较佳的，在上述定位方法中，根据对数距离损耗模型确定参考点的无线信号衰减模型步骤包括：

由对数距离损耗模型推导出的接收信号强度与距离的关系模型：