RSSI測距和距離幾何約束的節(jié)點定位算法設(shè)計與實現(xiàn)

電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanism System, MEMS）、片上系統(tǒng)（SOC， System on Chip）、無線通信和低功耗嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，孕育出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks, WSN），并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所具有的眾多類型的傳感器，可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、噪聲、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環(huán)境中多種多樣的現(xiàn)象?；贛EMS的微傳感技術(shù)和無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景。這些潛在的應(yīng)用領(lǐng)域可以歸納為：軍事、航空、反恐、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種檢測對象的信息，并將這些信息發(fā)送到網(wǎng)關(guān)節(jié)點，以實現(xiàn)復(fù)雜的指定范圍內(nèi)目標檢測與跟蹤，具有快速展開、抗毀性強等特點，有著廣闊的應(yīng)用前景。

　　在實際的應(yīng)用中由于反射、多徑傳播、非視距、天線增益等問題都會對RSSI的測距產(chǎn)生誤差，從而引起較大的定位誤差。本文利用二維空間的Cayley - Menger行列式[2，3]提供的幾何約束對RSSI的測距誤差進行優(yōu)化修正，結(jié)合三角形質(zhì)心計算，提出了一種基于RSSI測距和距離幾何約束結(jié)合三角形質(zhì)心定位算法（RDGC-TCL）。仿真表明，該算法與基于RSSI和三角形質(zhì)心定位算法（R_TCL）相比，提高了定位精度。

　　RDGC-TCL 算法

　　RSSI 技術(shù)

　　通過接收到的信號強弱測定信號點與接收點的距離，進而根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)進行定位計算的一種定位技術(shù) 　　如無線傳感的ZigBee網(wǎng)絡(luò)CC2431芯片的定位引擎就采用的這種技術(shù)、算法。

　　接收機測量電路所得到的接收機輸入的平均信號強度指示。這一測量值一般不包括天線增益或傳輸系統(tǒng)的損耗。

　　RSSI（Received Signal Strength Indicator）是接收信號的強度指示，它的實現(xiàn)是在反向通道基帶接收濾波器之后進行的。

　　為了獲取反向信號的特征，在RSSI的具體實現(xiàn)中做了如下處理：在104us內(nèi)進行基帶IQ功率積分得到RSSI的瞬時值，即RSSI（瞬時）=sum（I^2+Q^2）；然后在約1秒內(nèi)對8192個RSSI的瞬時值進行平均得到RSSI的平均值，即RSSI（平均）=sum（RSSI（瞬時））/8192，同時給出1秒內(nèi)RSSI瞬時值的最大值和RSSI瞬時值大于某一門限時的比率（RSSI瞬時值大于某一門限的個數(shù)/8192）。由于 RSSI是通過在數(shù)字域進行功率積分而后反推到天線口得到的，反向通道信號傳輸特性的不一致會影響RSSI的精度。

　　在空載下看RSSI的平均值是判斷干擾的最主要手段。對于新開局，用戶很少，空載下的RSSI電平一般小于-105dBm。在業(yè)務(wù)存在的情況下，有多個業(yè)務(wù)時RSSI平均值一般不會超過-95dBm。從接收質(zhì)量FER上也可以參考判斷是否有干擾存在。通過以發(fā)現(xiàn)是否存在越區(qū)覆蓋而造成干擾，也可以從 Ec/Io與手機接收功率來判斷是否有干擾。對于外界干擾，通過頻譜儀分析進一步查出是否存在干擾源。