[发明专利]一种基于ZigBee的指纹室内定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于ZigBee的指纹室内定位系统，其特征在于：包括

多个参考点，多个参考点设于室内形成平面点阵；

ZigBee终端，用于用户携带对用户位置进行定位；

ZigBee路由器，设于室内且与ZigBee终端进行无线联网通信；

ZigBee协调器，用于实现ZigBee路由器和定位计算机的数据传输；

定位计算机，用于进行数据处理及定位。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的指纹室内定位系统，其特征在于：相邻参考点的定位间隔为1米。

3.一种基于ZigBee的指纹室内定位方法，其特征在于：采用上述权利要求1至2所述的基于ZigBee的指纹室内定位系统，定位方法步骤包括

步骤1，环境设置：室内参考点设置为M个参考点；

步骤2，离线训练：对每个参考点的RSSI值进行N次测量并求N个RSSI值的平均值，作为每个参考点的基准值即指纹，获取M个参考点的指纹形成指纹库，指纹库存储于定位计算机中；

步骤3，在线匹配及定位：用户携带ZigBee终端，对ZigBee终端的RSSI值进行X次采样并求X个RSSI值的平均值，作为ZigBee终端的定位值；将定位值与指纹库中的指纹进行匹配来确定用户的最终位置坐标。

4.根据权利要求3所述的基于ZigBee的指纹室内定位方法，其特征在于：步骤2中，采用下列公式计算每个参考点N个RSSI值的平均值：

其中，RSSI_m表示第m个参考点的基准值；表示第m个参考点第n次测量的RSSI值；N表示每个参考点测量的次数。

5.根据权利要求3所述的基于ZigBee的指纹室内定位方法，其特征在于：步骤2中，N的取值为10～20。

6.根据权利要求3所述的基于ZigBee的指纹室内定位方法，其特征在于：所述步骤3中，采用下列公式计算ZigBee终端X个RSSI值的平均值：

其中，RSSI_z表示ZigBee终端X个RSSI值的平均值，表示ZigBee终端第x次测量的RSSI值；X表示ZigBee终端采样的次数。

7.根据权利要求3所述的基于ZigBee的指纹室内定位方法，其特征在于：匹配方式采用K近邻法，利用欧氏距离计算ZigBee终端与指纹库中参考点的距离：

其中，表示ZigBee终端距离第m个参考点的距离，RSSI_z表示ZigBee终端的定位值，RSSI_m表示第m个参考点的基准值，m＝1,2,3,…,M；

取距离最小的K个参考点，假设取得的参考点坐标为(x_k,y_k)，则用户的位置坐标为：

其中，k＝1,2,…,K，K表示取得的参考点总数，k表示取得的第k个参考点。

8.根据权利要求3所述的基于ZigBee的指纹室内定位方法，其特征在于：ZigBee终端采样的次数X为10，采样间隔为0.1秒。

9.根据权利要求7所述的基于ZigBee的指纹室内定位方法，其特征在于：K取值为4。