[发明专利]复杂环境中基于RSSI模型的环境因子动态标定方法

说明书

本发明公开了一种复杂环境中基于RSSI模型的环境因子动态标定方法，主要解决现有技术中无法根据环境的变化而及时改变射频参数A和环境参数n的取值，从而导致定位准确度低的问题。其方案是：(1)布置路由器；(2)测量定位系统中各路由器间距d_ij；(3)控制中心发出重置指令；(4)定位系统获取当前环境下各路由器间的接收信号强度值RSSI_ij；(5)用当前信息更新数据库；(6)采用最小二乘法求解实时射频参数A和环境参数n；(7)配合相关算法确定终端位置；本发明通过使参数A、n随环境变化而动态改变，消除了基于RSSI模型中环境变化对定位精度所带来的影响，提高了定位系统在复杂环境中运行的稳定性及定位精准度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种复杂环境中基于RSSI模型的环境因子动态标定方法，可用于商场、办公楼、养老院以及消防场所中人员的定位。

背景技术

近年来，随着对室内定位技术的研究，逐步发展出现了一系列的室内定位技术，主要包括射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)、无线载波通信技术UWB(Ultra Wideband)、红外定位技术、超声波定位技术、蓝牙定位技术、wiFi定位技术以及ZigBee定位技术等，这些定位技术多采用基于接收信号强度值RSSI的算法并结合三边测量法、三角形面积法、质心定位法、加权质心定位法等方式来实现室内定位。基于RSSI的测距技术是利用无线电信号随距离增大而有规律地衰减的原理来测量节点间的距离的，RSSI反映了接收器接收到的信号强度，其模型为：RSSI＝A-nlgd，(其中，A为射频参数，由环境和硬件电路自身决定；n为环境参数，大小依赖具体的环境；d为接收点与发射点之间距离)，可以看出该信号强度RSSI随着接收点与发射点之间距离d的增大而减弱，根据RSSI的大小就可以计算出接收点和信号发射点的距离，从而进行室内定位。然而，在实际应用中，由于应用环境复杂多变，不同温度、气压、两点之间是否有阻挡物等均会对计算结果产生不同程度的影响，其计算精度与环境因素息息相关，从而导致测得的信号强度值和理论值存在较大误差，如何在环境改变的情况下标定环境因子，成为能否获得高精度位置信息的关键。

针对应用环境复杂多变这一情况，采用不同的模型和不同的预处理方法会得到不同的定位精度和稳定性。测距精度的高低受到环境参数n与射频参数A实际取值大小的影响较大，目前所使用的技术中，多通过测量路由与终端之间相隔1m时的RSSI来确定射频参数A的值，然后再通过改变距离d来计算出环境参数n的取值。这种方法一旦计算出A和n值就不再改动，即使用固定的A和n，并不能保证A、n随着环境的改变而及时改变，而实际应用中的环境变化较大且不可预测，例如突然着火的大楼内，粉尘烟雾会瞬间增加，此时现有方法的定位准确性便会受到严重影响。因此，在随时变化的复杂环境中，该方法计算结果与实际相比偏差较大，定位精确度低；且由于其A、n取值为定值，所以不能很好地适应位置的变化。

发明内容

本发明的目的在于针对以上现有技术的不足，提出一种复杂环境中基于RSSI模型的环境因子动态标定方法，以提高室内定位精度。

为达到以上目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)布置路由器：

在需要实现定位的环境中，根据需求安放路由器并依次编号，完成室内定位系统的路由布置；

(2)获取路由之间距离：

测量室内定位系统中各路由器两两之间的距离d_ij，其中i和j为不同路由器对应的编号，即d_ij为路由器i与路由器j之间的距离，将测得的所有路由器间距值存入数据库中；

(3)接收重置指令：