[发明专利]一种基于RSSI的室内定位系统和方法

权利要求书

1.一种基于RSSI的室内定位系统，其特征在于：包括一个终端模块、一个待测节点模块和若干个锚节点模块；待测节点模块设置在待测节点处，待测节点模块包括待测节点微处理器以及分别与之连接的蓝牙BLE从机单元和待测节点供电单元；各锚节点模块设置在室内任意位置，锚节点模块包括锚节点微处理器以及分别与之连接的蓝牙BLE主机单元、锚节点无线通信单元和锚节点供电单元；终端模块包括PC机以及分别与之连接的终端无线通信单元、输入单元和终端供电单元；待测节点模块中的蓝牙BLE从机单元与各锚节点模块中的蓝牙BLE主机单元建立蓝牙连接，终端模块中的终端无线通信单元与各锚节点模块中的锚节点无线通信单元建立无线连接；待测节点模块通过蓝牙连接向各锚节点模块发送广播包，锚节点模块解析接收到的广播包，得到该锚节点与待测节点之间的RSSI数据，并对RSSI数据滤波后通过无线连接发送给终端模块，终端模块根据各锚节点模块发送来的RSSI数据确定待测节点的位置，并显示在PC机屏幕上。

2.根据权利要求1所述基于RSSI的室内定位系统，其特征在于：所述蓝牙BLE从机单元和蓝牙BLE主机单元的型号为cc2541。

3.基于权利要求1所述系统的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将各锚节点模块放置在室内任意已知坐标的位置处，启动并初始化终端模块、待测节点模块和锚节点模块；

(2)向PC机输入该室内空间的尺寸、各锚节点模块所在的坐标以及各锚节点模块的编号；

(3)各锚节点模块与终端模块建立无线连接，各锚节点模块与待测节点模块建立蓝牙连接；

(4)待测节点模块向各锚节点模块以预设频率不断发送广播包，锚节点模块解析广播包，得到RSSI数据，并对RSSI数据进行卡尔曼滤波和高斯滤波；

(5)各锚节点模块将滤波后的RSSI数据发送给终端模块，PC机根据RSSI的对数常态模型计算各锚节点与待测节点的距离，并采用优化的根轴定位算法求解出待测节点的坐标，并显示在PC机的屏幕上。

4.根据权利要求3所述室内定位方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述卡尔曼滤波的方法如下：

状态预测方程：

X(k|k-1)＝AX(k-1|k-1)+BU(k)

P(k|k-1)＝AP(k-1|k-1)A^T+Q

状态更新方程：

X(k|k)＝X(k|k-1)+Kg(k)(Z(k)-HX(k|k-1))

Kg(k)＝P(k|k-1)H^T/(HP(k|k-1)H^T+R)

P(k|k)＝(I-Kg(k)H)P(k|k-1)

上式中，X(k|k－1)为当前状态的预测值，X(k－1|k－1)为上一状态值；A、B为系统参数；U(k)为当前状态的控制量；P(k|k－1)为对应于X(k|k－1)的协方差，P(k－1|k－1)为对应于X(k－1|k－1)的协方差；Q为系统噪声；Z(k)为k时刻的测量值；H为测量系统的参数；Kg(k)为卡尔曼滤波增益；R为量测噪声；P(k|k)为当前状态的更新值；I为单位矩阵。