[发明专利]一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法

说明书

本发明公开了一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法，首先布置LoRa网关、计算服务器有唯一识别ID编号的LoRa终端设备，LoRa网关个数N≥4，N个LoRa网关中至少包括4个LoRa网关满足三个不共线，四个不共面，N个LoRa网关的空间位置坐标已知且N个LoRa网关的时间同步。LoRa网关接收LoRa终端设备以广播形式发送的带有自身ID编号的数据以及接收此数据时的RSSI值；LoRa网关将接收到的数据、LoRa网关将接收到的带有LoRa终端设备识别ID编号的数据、RSSI值数据、LoRa网关本身坐标数据以及当前时间戳组成的计算数据发送给计算服务器；LoRa网关接收计算服务器根据计算数据计算得到LoRa终端设备在空间中的位置信息。本发明能够获取终端设备在空间中的位置，从而满足三维立体环境下的定位任务。

技术领域

本发明无线通信定位方法领域，尤其涉及一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法。

背景技术

近年来，随着通信技术以及物联网的发展，物联网应用对定位的要求越来越多，目前，采用的GPS定位，用户一般只能获取到二维平面上的地理位置，且只能适用于信号好的户外环境中，当GPS定位终端位于信号差的隧道、地下室时，定位准确度较差；即便在位于信号良好环境的楼层中，一般只能获取到平面上的二维位置，不能获取与高度相关的空间位置，且室内依旧出现定位不准的情况，带来了极大的不便。

在目前多种定位终端中，大多数采用GPS芯片进行定位，能耗较高，终端耗电量较大，给用户的长时间定位带来不便。

发明内容

本发明目的在提供于一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法，布置LoRa网关和计算服务器，LoRa网关个数N≥4，N个LoRa网关中至少包括4个LoRa网关满足三个不共线，四个不共面，N个LoRa网关的空间位置坐标已知且N个LoRa网关的时间同步。

优选地，一种基于LoRa的终端设备三维空间定位方法包括以下步骤：

S1：LoRa网关接收LoRa终端设备以广播形式发送的带有自身ID编号的数据并计算接收此数据时的RSSI值数据；

S2：LoRa网关将接收到的带有LoRa终端设备识别ID编号的数据、RSSI值数据、LoRa网关本身坐标数据以及当前时间戳组成计算数据发送给计算服务器；

S3：LoRa网关接收计算服务器根据计算数据计算得到LoRa终端设备在空间中的位置信息。

优选地，S3中计算服务器计算LoRa终端设备在空间中的位置前，先计算LoRa网关与LoRa终端设备之间的距离d，包括以下步骤：

S301：分别通过RSSI算法和TDOA算法计算所述LoRa网关与所述LoRa终端设备之间的距离d_i和

S302：计算所述LoRa网关与所述LoRa终端设备之间的距离其中α为权值。

优选地，计算距离d_i的公式为：d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))，其中，A为LoRa终端设备与LoRa网关相隔1米时收发信号强度的绝对值，n为环境衰减因子，在布置LoRa网关位置之前需要进行测量给出。

优选地，S3中计算服务器计算LoRa终端设备在空间中的位置的方式为：