[发明专利]定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明关于一种定位系统及方法，特别是涉及一种在传感器网络中定位wifi设备的定位系统及方法。

背景技术

当今社会，定位问题受到了广泛的关注。现在，通过GPS获得位置信息变得简单快捷，但GPS只能用在空旷的室外环境，而且GPS设备比较耗能，这对像智能手机、PDAs等手持设备来说是非常严重的问题。

现在越来越多的设备装备了无线网卡，包括笔记本电脑，平板电脑，智能手机等等。对WIFI设备进行定位已经成为学术界一个非常热门的话题。然而，室内环境很复杂，与WIFI设备相关的室内定位仍然不是一件简单的事情。大部分基于WIFI设备的定位都需要预先对WIFI环境进行勘测调查，这造成了很大的时间开销。室内环境，WIFI信号很不稳定，这几乎是不能解决的问题，虽然有一些方法来降低预先勘测的开销，但效果都不是很好。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明之一目的在于一种定位系统及方法，其通过对不同传感器节点收到的WIFI信号强度的不同，估计出WIFI设备与传感器节点之间的距离，实现了在传感器网络中对WIFI设备的定位。

为达上述及其它目的，本发明提供了一种定位系统，至少包括：

多个传感器节点，配置传感器节点使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样，该些传感器节点采集WIFI设备的RSSI信号，于采集的RSSI填满节点缓存器时，统计特定信号强度范围内数据包的个数，将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回，并将节点的标记传送给汇聚节点；

多个WIFI设备，配置WIFI设备，使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包；

汇聚节点，配置于能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令的位置，该汇聚节点将收到的信息交给控制中心，并广播一个修正反馈包，以修正节点的标记抽取过程；以及

控制中心，根据接收到的信息采用最大似然估计方法计算出WIFI设备的位置。

进一步地，每个传感器节点至少包括：

RSSI采样模组，用于采集WIFI设备发送的RSSI信号，并将其存于节点的缓存器中；

标记抽取模组，以于传感器节点所采集的RSSI填满节点的缓存器时，统计特定信号强度范围内数据包的个数，并将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回；以及

传送模组，用于将节点的标记传送给该汇聚节点。

进一步地，该些传感器节点在环境中等间距放置，构成网格形状的传感器网络。

进一步地，该些WIFI设备随机放入传感器网络的某个网格中。

进一步地，该控制中心将WIFI设备可能在的位置导入WIFI信号随距离衰减的理论模型，得到该位置理论上对应的WIFI信号强度，然后计算这个理论值与在该位置实际得到的标记之间的误差，误差最小的位置即为WIFI设备最可能的位置。

为达到上述及其他目的，本发明还提供一种定位方法，包括如下步骤：

步骤一，配置多个传感器节点，使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样，配置汇聚节点，使其能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令，配置WIFI设备，使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包；

步骤二，当传感器节点所采集的RSSI填满节点的缓存器时，传感器节点统计特定信号强度范围内数据包的个数，并将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回；

步骤三，传感器节点将节点的标记送给汇聚节点，该汇聚节点将收到的信息交给控制中心，并广播一个修正反馈包，修正节点的标记抽取过程，重复步骤二，直到所有节点的标记达到稳定的范围；以及

步骤四，控制中心对接收的信息采用最大似然估计方法计算出WIFI设备的位置。

进一步地，于步骤四中，该控制中心将WIFI设备可能在的位置导入WIFI信号随距离衰减的理论模型，得到该位置理论上对应的WIFI信号强度，然后计算这个理论值与在该位置实际得到的标记之间的误差，误差最小的位置即为WIFI设备最可能的位置。

进一步地，步骤二还包括如下步骤：

(1)将返回的结果集RESULT置为空集，给定范围内收到信号强度指示个数的最大值MAXPERIOD置为0，返回结果的标记INDEX置为0，统计个数的信号强度区间长度PEAK_RANGE置为特定正数；