[发明专利]一种zigbee室内定位组网设计及相应简化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内定位过程中的组网规划及相应简化算法过程。组网规划与算法设计相结合，通过合理分析设计，在组网适用范围内。将传统的受环境变化影响较大的参数A和n转化为只想要考虑n的变化特点，即可以获得相应定位数据。在定位思想上他是一个重大突破。(A值为距离发射机1m远的RSSI绝对值；n值为距离发射机每增加1m衰减的RSSI绝对值。)

背景技术

物联网的发展和室内定位的市场需求，使室内定位的相关研究得到发展，传统的思想认为组网规划越密集，其获得的定位精度越高。其实不然，现有的相当一部分算法涉及到的三点质心算法，在一些随意的参考节点规划中，其组网获得的信号强度值无法满足三点质心算法而产生定位消失和漂移，图示1为比较常见的案例。另外大量的科研工作者将精力应用在对2.4GHZ频段信号的传输特性和响应的滤波算法及神经网络算法研究。滤波算法及神经网络研究在理论分析和仿真设计中往往得到比较好的效果。然而实际应用中，非理想的局部环境对信号的干扰，物体移动对信号强度获取造成的影响，都是客观实际的，很难通过理想环境下的理论研究去解决的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是：室内定位作为前沿的物联网分支，其相关研究在理论和仿真分析过程中得到了比较理想的结果，然而实际应用过程并不具备理想的环境，其信号干扰和物体移动造成的影响，对室内定位的实际应用来说，存在着不可忽视的影响。另外采用参数A和n的定位模型，对相关数据同时进行滤波分析处理其科学性能和理论研究目前处在瓶颈阶段。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：对实际组网的组网间距进行设定。通过方案比较，设计实现在相同的室内范围内，其所需要的组网节点数量最小，信号强度的反应取值最科学，同时也能使使用成本最低。通过对物体移动分析，及信号强度在相对范围内的变化特性。通过确定三点之间的关系，利用指数特性，抵消参数A在计算过程的存在，利用三点之间的比值关系及三点坐标还原三点质心算法，获得定位数据。

一种zigbee室内定位组网设计及相应简化方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)确定实际应用中以边长为6.5到7.5米区域内为最佳组网间距，选择常规的等腰，等边三角形进行组网。

2)通过分析，假设t1时刻随机干扰为L_t1，平稳干扰为K_t1，则t1时刻接收到的信号强度为：

RSSI=-A-10nlogd+L_t1+K_t1   式1)，其中A值为距离发射机1m远的RSSI绝对值；n值为距离发射机每增加1m衰减的RSSI绝对值。

3)由于组网设计过程规定了组网间距为7米，且在这一间距的活动区域内，认为获得得最近的三个参考节点，其受到的干扰为相近的。那么三角形三个顶点实际接收到的信号强度指示分别为：

RSSI₁=-A-10nlogd₁+L_t1+K_t1     式2)

RSSI₂=-A-10nlogd₂+L_t1+K_t1     式3)

RSSI₃=-A-10nlogd₃+L_t1+K_t1     式4)

4)由以上公式看出信号强度值与距离d的数值关系，将公式内容进行转换得：

d₁＝10^(RSSI₁^+A-L_t1^-K_t1^)/10n............................式5)

d₂＝10^(RSSI₂^+A-L_t1^-K_t1^)/10n............................式6)