[发明专利]一种基于RSSI测距的室内无线传感器网络定位方法

摘要

本发明公开了一种基于RSSI测距的室内无线传感器网络定位方法。常用的无线定位技术是通过测量接收到的无线信号参数，根据特定的算法推断出被测节点的位置，测量参数一般包括传输时间、信号强度、到达角度等。本发明定位方法采用MDS技术，并进行迭代计算，获得节点的相对坐标，通过矩阵变换将相对坐标转换为绝对位置坐标，以实现对节点的定位。本发明充分利用了节点之间的距离或其它相异性信息，只需要较少的锚节点便可实现比较准确的定位，具有适合无线传感器网络节点协同定位的特点。

主权项

1.一种基于RSSI测距的室内无线传感器网络定位方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤1.在m维空间内部部署n个节点, 则任意节点i、节点j的坐标可分别表示为，，节点i与节点j之间的欧式距离表示为，定义距离矩阵，距离矩阵D是节点坐标矩阵X 的函数；基于RSSI值获取节点i和节点j之间的测量距离，该测量距离为节点i和节点j间的相异性数据，记为；步骤2.建立节点i和节点j间的欧式距离与相异性数据的函数关系，函数关系为；建立距离矩阵D与相异矩阵的关系，表示为，其中是相异矩阵的线性变换，E是残留的误差矩阵，；通过迭代计算使残留的误差矩阵E的平方和最小，得公式如下：（1）公式（1）的左边用矩阵B表示，则矩阵B是对称半正定的；记，则为的双重中心化矩阵，其中；步骤3.对矩阵 B 进行奇异值分解有：，V 为 B 的特征向量矩阵，A 是一个对角阵，为 B 的特征值矩阵；由公式（1）知，则m维空间中节点的坐标矩阵，坐标矩阵X中的坐标为节点的相对位置坐标；步骤4.将获得的相对位置坐标转换为绝对位置坐标，具体是通过与已知位置的锚节点对比来实现对坐标进行旋转、镜像、平移和缩放，从而实现节点相对位置坐标到绝对位置坐标的变换；设二维空间中n个节点的相对坐标矩阵为，真实坐标矩阵为，设第一到第三个节点为锚节点；向量到的偏移运算可以表示为，其中；向量以角度到的逆时针旋转可以表示为，其中：（2）向量关于直线S的镜像为，其中：（3）（4）三个信标节点的实际位置已知，由得根据以上条件计算公式如下：（5）得到真实坐标矩阵即完成了无线传感器网络中未知节点的定位。