RSSI 室內節點(diǎn)定位系統設計

　　摘要：本文介紹了無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)定位系統，分析了系統組成，并且重點(diǎn)介紹了系統硬件和軟件的組成和設計，并對RSSI定位算法在該定位系統上進(jìn)行了驗證分析。

　　引言

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的各種應用中，節點(diǎn)的位置信息至關(guān)重要^[1,2]。針對不同的定位形式，現在已設計出了不同的定位算法，這些定位算法主要從理論上進(jìn)行了相應的研究，并且使用仿真的方法進(jìn)行定位算法的驗證，設計實(shí)際的節點(diǎn)定位系統對于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )中各種算法的分析有著(zhù)更大的現實(shí)意義。本文設計了一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)定位系統(LSBR)，并對基于RSSI的定位算法在系統上進(jìn)行了驗證分析。本文對節點(diǎn)定位系統的組成、硬件、軟件以及試驗方法進(jìn)行了相應的介紹。

　　系統組成及硬件設計

　　系統組成及工作原理

　　LSBR(Localization System Based on RSSI)定位系統基于RSSI測距原理^[3,4]，利用射頻信號實(shí)現對室內移動(dòng)目標的定位，系統由信標節點(diǎn)、目標節點(diǎn)、匯聚節點(diǎn)和位置計算裝置等部分組成，采用了一種主動(dòng)式的定位架構，由目標節點(diǎn)向信標節點(diǎn)發(fā)送射頻信號。其中信標節點(diǎn)一般安裝在屋頂天花板上，目標節點(diǎn)安裝在移動(dòng)機器人等裝置上。具體的系統組成和工作原理如圖1所示。

　　如圖1所示，信標節點(diǎn)放置在室內的固定位置，如天花板上，其位置已事先測量獲得，并保存在位置計算裝置上，目標節點(diǎn)安裝在移動(dòng)機器人上，數據收集器與位置計算裝置連接。目標節點(diǎn)同時(shí)向屋頂的信標節點(diǎn)發(fā)射射頻信號，射頻同步信號攜帶目標節點(diǎn)的ID信息。當信標節點(diǎn)接收到射頻信號后，檢查ID信息，如果ID信息正確則接收信號，接收到信號的節點(diǎn)依次將測量數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式發(fā)送給匯聚節點(diǎn)。匯聚節點(diǎn)計算出目標節點(diǎn)與信標節點(diǎn)的距離，并通過(guò)串口通信傳給位置計算裝置。位置計算裝置根據事先建好的坐標系、信標節點(diǎn)坐標和距離數據計算出目標節點(diǎn)坐標?！　?/p>

 

　　系統硬件主要由目標節點(diǎn)、信標節點(diǎn)和匯聚節點(diǎn)組成。其中目標節點(diǎn)和信標節點(diǎn)通過(guò)射頻模塊來(lái)實(shí)現測距功能，匯聚節點(diǎn)主要負責接收數據并實(shí)現距離計算。目標節點(diǎn)和信標節點(diǎn)的系統框圖如圖2所示。