專利名稱：一種移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的室內(nèi)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中對(duì)室內(nèi)的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)定位的方法，特別是一種在移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中利用移動(dòng)智能終端設(shè)備接收到的信號(hào)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)基于平均測(cè)距的精確幾何定位方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的飛速發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的不斷深入，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的概念越來越多地被人們提及。社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是指由許多節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一種社會(huì)結(jié)構(gòu)。在社交網(wǎng)絡(luò)中用節(jié)點(diǎn)表示個(gè)人，用邊連接具有接觸或者其它相互作用關(guān)系的個(gè)人。這種網(wǎng)絡(luò)通過物理對(duì)象之間的相互關(guān)聯(lián)來界定。在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)(Mobile Social Network)的概念被提出，并且成為近幾年的研究熱點(diǎn)。移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和智能感知技術(shù)的結(jié)合。它以移動(dòng)終端為接入媒介，以移動(dòng)用戶群體為依托，以真實(shí)的社會(huì)關(guān)系為基礎(chǔ)，通過移動(dòng)感知設(shè)備捕獲具有時(shí)空特征的人類移動(dòng)和交互，是架在虛擬社會(huì)信息空間和真實(shí)物理世界之間的一座橋梁。移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，存在著各種兼有通信和計(jì)算能力的手持信息設(shè)備，如智能手機(jī)，PDA(個(gè)人數(shù)字助理)等。用戶能夠從任一設(shè)備或終端接入網(wǎng)絡(luò)、獲取內(nèi)容，在互動(dòng)中共同創(chuàng)造圖片、視頻、文本等內(nèi)容。由于移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是以人為中心的網(wǎng)絡(luò)，它由許多個(gè)人這樣的個(gè)體組成，由人與人之間的各種關(guān)系不斷地連接與擴(kuò)展，加上智能設(shè)備豐富的感知能力和便攜性使得移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)得以在人類生活的方方面面得到廣泛的應(yīng)用，其中目標(biāo)節(jié)點(diǎn)即人的定位和跟蹤就是移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用之一。在移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中把手持移動(dòng)智能終端設(shè)備的人稱為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，而定位的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)可以是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)中的任意一個(gè)。隨著IEEE 802. 11技術(shù)的成熟，WiFi在世界各地普及，其覆蓋面越來越廣。雖然WiFi的設(shè)計(jì)初衷并不是為了定位，但是其接入點(diǎn)AP (Access Point)或基站定期發(fā)送的信標(biāo)信號(hào)中所含的接收信號(hào)強(qiáng)度信息RSSI為定位移動(dòng)臺(tái)提供了可能性。RSSI (Received Signal Strength Indicator)是接收信號(hào)的強(qiáng)度指示,用來判定信道鏈接質(zhì)量，以及是否增大廣播發(fā)送強(qiáng)度。RSSI的值隨著信道鏈路質(zhì)量的變化而變化。理想情況下，RSSI的值隨著接收端與發(fā)射端的距離的增大而衰減，即距離越遠(yuǎn)，檢測(cè)到的RSSI的值越小，距離越近， 檢測(cè)到的RSSI的值越大?，F(xiàn)今的智能手機(jī)設(shè)備上都配備有接收WiFi信號(hào)的模塊，通過智能手機(jī)接收到的 WiFi信號(hào)的RSSI的強(qiáng)弱測(cè)定智能手機(jī)與WiFi基站的距離，進(jìn)而根據(jù)獲得到的相應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)智能手機(jī)持有者——人進(jìn)行定位計(jì)算，獲取人的當(dāng)前位置信息。目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些基于信號(hào)強(qiáng)度的目標(biāo)定位方法，如專利號(hào)為200810225565.4 的發(fā)明，其根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)測(cè)量信息預(yù)測(cè)估計(jì)目標(biāo)位置，建立包含目標(biāo)預(yù)估計(jì)位置的學(xué)習(xí)區(qū)域，選取任意數(shù)量的位置點(diǎn)利用多項(xiàng)式核函數(shù)和E-支持向量回歸機(jī)得到?jīng)Q策函數(shù)，最后根據(jù)決策函數(shù)得到目標(biāo)位置的估計(jì)值。但是，上述方法的復(fù)雜度高，計(jì)算量大，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)上述方法，但是在移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中，移動(dòng)智能終端設(shè)備的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間都比較有限，無法勝任高強(qiáng)度的計(jì)算。其次，移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的節(jié)點(diǎn)是移動(dòng)的，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化較快，這就要求定位要迅速，不能耗費(fèi)太多的時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種更適用于移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)定位的方法。該方法能夠兼顧移動(dòng)智能終端設(shè)備計(jì)算能力及存儲(chǔ)空間有限的缺陷，根據(jù)大規(guī)模移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)的特殊性，減少定位的計(jì)算量和定位所需時(shí)間，實(shí)現(xiàn)在移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中基于無線信號(hào)強(qiáng)度的節(jié)點(diǎn)室內(nèi)定位方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟步驟一將至少三個(gè)接入點(diǎn)AP分別放置在不同位置且已知坐標(biāo)點(diǎn)處作為參考節(jié)點(diǎn)，稱之為錨節(jié)點(diǎn)，記錄下錨節(jié)點(diǎn)的位置信息和名稱信息；步驟二 在距離錨節(jié)點(diǎn)不同距離處進(jìn)行RSSI測(cè)距，分別獲取對(duì)應(yīng)的RSSI樣本值， 并存儲(chǔ)距離-RSSI數(shù)據(jù)對(duì)，根據(jù)距離-RSSI數(shù)據(jù)對(duì)建立WiFi無線信號(hào)強(qiáng)度RSSI和距離的關(guān)系模型；對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都如此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得所有錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度和距離的關(guān)系模型；移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與各錨節(jié)點(diǎn)間的距離，n為路徑損耗指數(shù)，A為接收的信號(hào)強(qiáng)
度，A = Pt-PL(d0)，Pt表示信號(hào)的發(fā)射功率，Pl(d0)表示參考距離為dQ時(shí)的路徑損耗，^7 是多次測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度RSSI的平均值，對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都建立多個(gè)二元一次方程組的方法，通過對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的二元一次方程組進(jìn)行求解后取平均值的方式得到相應(yīng)的參數(shù) A和n的值。步驟三打開移動(dòng)智能終端設(shè)備的WiFi服務(wù)模塊，使移動(dòng)智能終端設(shè)備獲取每個(gè)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值；步驟四移動(dòng)智能終端設(shè)備對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)循環(huán)獲取RSSI的樣本值，采取多次取值求RSSI均值的方式將求得的均值最終作為移動(dòng)智能終端設(shè)備接收到的錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值，選擇信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為需要參與定位的節(jié)點(diǎn)，記錄下它們的名稱信息以及對(duì)應(yīng)的RSSI均值；步驟五將參與定位的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的RSSI均值分別代入對(duì)應(yīng)的錨節(jié)點(diǎn)的RSSI和距離的關(guān)系模型中，計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備到相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)的距離；步驟六根據(jù)計(jì)算得到的移動(dòng)智能終端設(shè)備到錨節(jié)點(diǎn)的距離和錨節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，采用基于測(cè)距的三角形定位算法計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備的位置坐標(biāo)，也就是手持該移動(dòng)智能終端設(shè)備的人，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前位置。本發(fā)明的有益效果是由于同時(shí)考慮移動(dòng)智能終端設(shè)備的計(jì)算能力和存儲(chǔ)空間的有限和定位精度的需求，本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的定位，還在一定程度上克服了環(huán)境對(duì)于定位的影響，提高了定位的精度，基本能夠滿足移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的定位需求。


圖I示出了本發(fā)明實(shí)例中移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)；
圖2示出了本發(fā)明所述方法的處理流程簡圖；圖3示出了本發(fā)明所述方法的處理流程詳圖。
具體實(shí)施例方式步驟一初始化錨節(jié)點(diǎn)；將至少三個(gè)接入點(diǎn)AP分別放置在不同位置且已知坐標(biāo)點(diǎn)處作為參考節(jié)點(diǎn)，一般稱之為錨節(jié)點(diǎn)。錨節(jié)點(diǎn)放置好后，記錄下錨節(jié)點(diǎn)的位置信息和名稱信息。步驟二 采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；在距離錨節(jié)點(diǎn)不同距離處進(jìn)行RSSI測(cè)距，分別獲取對(duì)應(yīng)的RSSI樣本值，并存儲(chǔ)距離-RSSI數(shù)據(jù)對(duì)，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)建立WiFi無線信號(hào)強(qiáng)度RSSI和距離的關(guān)系模型；對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都如此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得所有錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度和距離的關(guān)系模型。RSSI測(cè)距一般基于信號(hào)傳輸?shù)睦碚撃Ｐ?。本發(fā)明中采用的是對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型，其損耗模型為PL(d) = PL(d0)+10nlg(d/d0)+X。(I)其中，d為發(fā)射節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)之間的距離，單位為m ；n為路徑損耗指數(shù)，表示路徑損失隨距離增加而增大的快慢，與周圍的環(huán)境有關(guān)；X。是均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差O范圍在4 10的高斯分布隨機(jī)變量，O越大表示模型的不確定性越大Jci為參考距離，單位為m，通常取Im ；PL(d0)表示參考距離為dQ時(shí)的路徑損耗。接收節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度為RSSI = Pt-PL(d) (2)其中，Pt表示信號(hào)的發(fā)射功率，單位為dBm ；PL(d)為經(jīng)過距離d后的路徑損耗。因此，距離發(fā)射節(jié)點(diǎn)Cltl處的參考點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度A為A = Pt-Pl (d0)⑶把(3)代入(I)得到PL(d) = Pt-A+10nlg(d/dQ)+X。 (4)參考距離設(shè)為lm，即Cltl = 1，把⑷代入⑵得到RSSI = A-IOnlg (d)-X0 (5)由干X。均值為0，因此RSSI = A-IOn IgJ (g)其中^7是多次測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度RSSI的平均值。所以，
A-RSSId = IQ Wn (7)可見，利用(7)能夠計(jì)算出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與各錨節(jié)點(diǎn)間的距離d，進(jìn)一步利用錨節(jié)點(diǎn)的位置信息和定位算法可以估計(jì)出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置。由(7)式知，要想得到距離與RSSI的關(guān)系模型，就必須知道參數(shù)A和n的值。一般的做法是直接根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)造二元一次方程組求解出這兩個(gè)參數(shù)的值作為整體的參數(shù)值。但這種方法求出的參數(shù)值精度不高，誤差較大。在本方法中，我們采取對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都建立多個(gè)二元一次方程組的方法，通過對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的二元方程組進(jìn)行求解取平均值的方式得到相應(yīng)的參數(shù)A和n的值，即對(duì)錨節(jié)點(diǎn)I有Al，nl ;對(duì)錨節(jié)點(diǎn)2有A2，n2 ;對(duì)錨節(jié)點(diǎn)3有A3，n3，如此類推。這樣就可以建立起每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的距離-RSSI的關(guān)系模型，從而最大程度地減少環(huán)境對(duì)于實(shí)驗(yàn)的影響。步驟三打開移動(dòng)智能終端設(shè)備的連接WiFi并獲取WiFi無線信號(hào)強(qiáng)度RSSI的服務(wù);本發(fā)明首先需要打開智能終端設(shè)備的WiFi服務(wù)模塊，使智能終端設(shè)備能夠自動(dòng)檢測(cè)周圍的WiFi信號(hào)，進(jìn)而獲取每個(gè)WiFi信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值。步驟四采集RSSI樣本數(shù)據(jù)，移動(dòng)智能終端設(shè)備循環(huán)獲取錨節(jié)點(diǎn)的RSSI值，根據(jù)多次取值求平均再比較大小的原則來選擇三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)參與定位，并存儲(chǔ)參與定位的錨節(jié)點(diǎn)的名稱以及獲取到的RSSI均值；移動(dòng)智能終端設(shè)備在打開WiFi服務(wù)后，會(huì)處于一個(gè)監(jiān)聽狀態(tài)，不斷掃描監(jiān)聽周圍錨節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)包請(qǐng)求。錨節(jié)點(diǎn)會(huì)周期性地向周圍廣播帶有自身信息的數(shù)據(jù)包，其中就包括錨節(jié)點(diǎn)的名稱以及信號(hào)強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)的值，智能終端設(shè)備就能夠監(jiān)聽并捕獲這些數(shù)據(jù)包，并通過匹配名稱來選擇要獲取信號(hào)強(qiáng)度的錨節(jié)點(diǎn)。對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)循環(huán)獲取RSSI的樣本值，采取多次取值求RSSI均值的方式將求得的均值最終作為移動(dòng)智能終端設(shè)備接收到的錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值。這樣對(duì)于每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都有相應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度值，通過比較信號(hào)強(qiáng)度值的大小，選擇信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為需要參與定位的節(jié)點(diǎn)，記錄下它們的名稱信息以及對(duì)應(yīng)的RSSI均值。步驟五分別根據(jù)參與定位的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離-RSSI的模型計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備到每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)之間的距離。將RSSI均值分別代入對(duì)應(yīng)的錨節(jié)點(diǎn)的RSSI和距離的關(guān)系模型中即可計(jì)算出待測(cè)節(jié)點(diǎn)到相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)的距離。步驟六根據(jù)移動(dòng)智能終端設(shè)備到每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離以及參與定位的錨節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)信息，計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備的位置。根據(jù)計(jì)算得到的待測(cè)節(jié)點(diǎn)到錨節(jié)點(diǎn)的距離和錨節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，采用基于測(cè)距的三角形定位算法計(jì)算出待測(cè)點(diǎn)即移動(dòng)智能終端設(shè)備的位置坐標(biāo)，也就是手持該移動(dòng)智能終端設(shè)備的人，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前位置。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。以移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)手持移動(dòng)智能終端設(shè)備的人定位為例，則該網(wǎng)絡(luò)就可以表示成圖I的形式。由圖I可知，移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)是由許多個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)組成，記為Ml、 M2、M3...，這些移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的周圍分布著大量的無線網(wǎng)絡(luò)的基站，即AP(接入點(diǎn))，這些AP的位置坐標(biāo)都是已知的，可以作為錨節(jié)點(diǎn)參與定位。圖中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml、M2和M3即是需要定位的節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述對(duì)移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位方法的處理流程如圖2 所示。我們以定位節(jié)點(diǎn)Ml為例，Ml的位置坐標(biāo)未知，記為(x，y)，則詳細(xì)的定位步驟如下步驟201 :初始化錨節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明首先需要在待測(cè)區(qū)域里放置至少三個(gè)以上的AP作為錨節(jié)點(diǎn)，每個(gè)AP都有固定的名稱。在錨節(jié)點(diǎn)布置完畢后，記錄下每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的名稱和位置信息。如圖I所示，記錨節(jié)點(diǎn)I的坐標(biāo)為(xl，yl)，錨節(jié)點(diǎn)2的坐標(biāo)為(x2，y2)，錨節(jié)點(diǎn)3的坐標(biāo)為(x3，y3)，錨節(jié)點(diǎn)4的坐標(biāo)為(x4, y4)。
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步驟202 :初始化錨節(jié)點(diǎn)的參數(shù)設(shè)置。本實(shí)驗(yàn)在計(jì)算移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)之間的距離時(shí)采用的是對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型， 具體的損耗模型為PL(d) = PL(d0)+10nlg(d/d0)+X。(I)其中，d為發(fā)射節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)之間的距離，單位為m ；n為路徑損耗指數(shù)，表示路徑損失隨距離增加而增大的快慢，與周圍的環(huán)境有關(guān)；X。是均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差O范圍在4 10的高斯分布隨機(jī)變量，d0為參考距離，單位為m,通常取Im ；PL(d0)表示參考距離為dQ時(shí)的路徑損耗。接收節(jié)點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度為RSSI = Pt-PL(d) (2)其中，Pt表示信號(hào)的發(fā)射功率，單位為dBm ；PL(d)為經(jīng)過距離d后的路徑損耗。因此，距離發(fā)射節(jié)點(diǎn)Cltl處的參考點(diǎn)接收的信號(hào)強(qiáng)度A為A = Pt-Pl (d0)⑶參考距離設(shè)為Im,即d0 = I，得到RSSI = A-IOnlg (d)-X0 (4)由于X。均值為0，因此RSSI = A-IOn IgJ ⑶其中^7是多次測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度RSSI的平均值。A和n是和環(huán)境有關(guān)的位置參數(shù)。根據(jù)這個(gè)表達(dá)式即可得到每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的參數(shù)A和n的值。步驟203 :打開移動(dòng)智能終端設(shè)備的WiFi服務(wù)模塊，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml的手持設(shè)備接收WiFi信號(hào)的功能。每個(gè)移動(dòng)智能終端設(shè)備都配備有WiFi服務(wù)模塊，通過系統(tǒng)提供的API接口打開智能設(shè)備的WiFi模塊，使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml的手持設(shè)備可以自動(dòng)掃描周圍的錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)。只要移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml的手持設(shè)備在錨節(jié)點(diǎn)無線信號(hào)的發(fā)射范圍內(nèi)，理論上移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml的手持設(shè)備都可以掃描到該信號(hào)，并獲取其信號(hào)強(qiáng)度RSSI的值。步驟204 :移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml的手持設(shè)備通過匹配錨節(jié)點(diǎn)的名稱，分別獲取每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值。通過比較錨節(jié)點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度值的大小選擇出三個(gè)參與定位的錨節(jié)點(diǎn)。在獲取每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值時(shí)，對(duì)于每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都循環(huán)獲取1000次信號(hào)強(qiáng)度值，最后再對(duì)這1000次的獲取值求平均值作為相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值。這樣就可以獲取到錨節(jié)點(diǎn)APl的信號(hào)強(qiáng)度值為RSSII，錨節(jié)點(diǎn)AP2的信號(hào)強(qiáng)度值為RSSI2，錨節(jié)點(diǎn)AP3的信號(hào)強(qiáng)度值為RSSI3，錨節(jié)點(diǎn)AP4的信號(hào)強(qiáng)度值為RSSI4。這四個(gè)信號(hào)強(qiáng)度值都是循環(huán)獲取 1000次求平均值的結(jié)果。在得到每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值后，將這四個(gè)值的大小進(jìn)行比較，選擇獲取到的信號(hào)強(qiáng)度值最大的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為最后需要參與定位的參考節(jié)點(diǎn)。我們假設(shè)最終選擇出來的三個(gè)節(jié)點(diǎn)為API，AP2和AP3，將這個(gè)三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的名稱和信號(hào)強(qiáng)度值分別記錄成向量的形式，即〈API，AP2，AP3〉，對(duì)應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度值為〈RSSI1，RSSI2，RSSI3〉。步驟205 :根據(jù)選擇出來的參與定位的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離和信號(hào)強(qiáng)度RSSI的關(guān)系模型求出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml到這三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離。由于每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離和RSSI的關(guān)系模型已知，將移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml獲得的錨節(jié)點(diǎn)1，2，3的信號(hào)強(qiáng)度分別帶入對(duì)應(yīng)的關(guān)系模型中，求解出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml到三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離分別為 dl, d2 和 d3。步驟206 :根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml到三個(gè)參與定位的錨節(jié)點(diǎn)的距離，采用三角形算法計(jì)算出待測(cè)節(jié)點(diǎn)Ml的位置坐標(biāo)。分別以錨節(jié)點(diǎn)1，2，3的位置為圓心，以移動(dòng)節(jié)點(diǎn)Ml到相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)的距離為半徑做三個(gè)圓。將這三個(gè)圓相交所得的區(qū)域的質(zhì)心作為待測(cè)節(jié)點(diǎn)Ml的位置坐標(biāo)。圖3為本發(fā)明所述方法的處理流程詳圖，其中，步驟202，進(jìn)一步包括步驟301，302和303。步驟301 :采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)于每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)，分別在不同距離處測(cè)量獲取到的RSSI 的值，將距離和對(duì)應(yīng)的RSSI測(cè)量值存儲(chǔ)成數(shù)據(jù)對(duì)的形式。對(duì)圖I中的4個(gè)錨節(jié)點(diǎn)分別測(cè)量一組疋兩和d的對(duì)應(yīng)值并存儲(chǔ)，則對(duì)于錨節(jié)點(diǎn) I 有((RSSI11, dll)，(RSSI12, dl2)，...)，對(duì)于錨節(jié)點(diǎn) 2 有((RSSI21, d21)，(RSSI22, d22)，...)，依次類推。步驟302 :根據(jù)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離和RSSI的數(shù)據(jù)對(duì)，構(gòu)建二元一次方程組，并求解，然后對(duì)求解出的結(jié)果做平均得到的值作為相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)的參數(shù)A和n。由于^^ j-10 lgJ，故根據(jù)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的測(cè)量所得的^7和d的對(duì)應(yīng)值對(duì)，
構(gòu)造每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的距離和RSSI均值的關(guān)系方程組。求解方程組得到錨節(jié)點(diǎn)I的參數(shù)值為 (Al，nl)，錨節(jié)點(diǎn)2的參數(shù)值為(A2，n2)，錨節(jié)點(diǎn)3的參數(shù)值為(A3，n3)，錨節(jié)點(diǎn)4的參數(shù)值為(A4, n4)。步驟303 :根據(jù)求出的參數(shù)值對(duì)所有錨節(jié)點(diǎn)分別構(gòu)建其對(duì)應(yīng)的距離和信號(hào)強(qiáng)度 RSSI的關(guān)系模型。根據(jù)關(guān)系式即可分別得到錨節(jié)點(diǎn)I 4的距離和RSSI的關(guān)系模型。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的室內(nèi)定位方法，其特征在于包括下述步驟步驟一將至少三個(gè)接入點(diǎn)AP分別放置在不同位置且已知坐標(biāo)點(diǎn)處作為參考節(jié)點(diǎn)，稱之為錨節(jié)點(diǎn)，記錄下錨節(jié)點(diǎn)的位置信息和名稱信息；步驟二 在距離錨節(jié)點(diǎn)不同距離處進(jìn)行RSSI測(cè)距，分別獲取對(duì)應(yīng)的RSSI樣本值，并存儲(chǔ)距離-RSSI數(shù)據(jù)對(duì)，根據(jù)距離-RSSI數(shù)據(jù)對(duì)建立WiFi無線信號(hào)強(qiáng)度RSSI和距離的關(guān)系模型；對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都如此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得所有錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度和距離的關(guān)系模型； 步驟三打開移動(dòng)智能終端設(shè)備的WiFi服務(wù)模塊，使移動(dòng)智能終端設(shè)備獲取每個(gè)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值；步驟四移動(dòng)智能終端設(shè)備對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)循環(huán)獲取RSSI的樣本值，采取多次取值求 RSSI均值的方式將求得的均值最終作為移動(dòng)智能終端設(shè)備接收到的錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度值， 選擇信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為需要參與定位的節(jié)點(diǎn)，記錄下它們的名稱信息以及對(duì)應(yīng)的RSSI均值；步驟五將參與定位的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的RSSI均值分別代入對(duì)應(yīng)的錨節(jié)點(diǎn)的RSSI和距離的關(guān)系模型中，計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備到相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)的距離；步驟六根據(jù)計(jì)算得到的移動(dòng)智能終端設(shè)備到錨節(jié)點(diǎn)的距離和錨節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，采用基于測(cè)距的三角形定位算法計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備的位置坐標(biāo)，也就是手持該移動(dòng)智能終端設(shè)備的人，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述的步驟二中移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與各錨節(jié)點(diǎn)間的距離，n為路徑損耗指數(shù)，A為接收的信號(hào)強(qiáng)度，A = Pt-Mdtl)，Pt表示信號(hào)的發(fā)射功率，Mdtl)表示參考距離為Cltl時(shí)的路徑損耗，^7 是多次測(cè)量接收到的信號(hào)強(qiáng)度RSSI的平均值，對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)都建立多個(gè)二元一次方程組的方法，通過對(duì)每個(gè)錨節(jié)點(diǎn)的二元一次方程組進(jìn)行求解后取平均值的方式得到相應(yīng)的參數(shù) A和η的值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的室內(nèi)定位方法，將至少三個(gè)接入點(diǎn)AP分別放置在不同位置且已知坐標(biāo)點(diǎn)處作為錨節(jié)點(diǎn)，獲得所有錨節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度和距離的關(guān)系模型，使移動(dòng)智能終端設(shè)備獲取每個(gè)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度值，選擇信號(hào)強(qiáng)度最強(qiáng)的三個(gè)錨節(jié)點(diǎn)作為需要參與定位的節(jié)點(diǎn)，分別代入對(duì)應(yīng)的錨節(jié)點(diǎn)的RSSI和距離的關(guān)系模型中，計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備到相應(yīng)錨節(jié)點(diǎn)的距離；采用角形定位算法計(jì)算出移動(dòng)智能終端設(shè)備的位置坐標(biāo)。本發(fā)明不僅能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的定位，還在一定程度上克服了環(huán)境對(duì)于定位的影響，提高了定位的精度，基本能夠滿足移動(dòng)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的定位需求。
文檔編號(hào)H04W64/00GK102595592SQ20121000606
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者倪紅波, 孫健惟, 封云, 於志文, 郭斌 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)