無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )用于監測系統中的定位算法

在PC機上測試獲取到的RSSI值和ID節點(diǎn)信息，如圖5所示。

計算出未知節點(diǎn)和每個(gè)錨節點(diǎn)之間的距離di，最后通過(guò)式(5)計算出未知節點(diǎn)的坐標。

4 定位的測試
基于RSSI測距時(shí)需要標定出(3)式中的常數A和傳播因子n。標定這個(gè)兩個(gè)因素可通過(guò)星型Zigbee網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現，成功組網(wǎng)后將中心節點(diǎn)通過(guò)USB轉串口線(xiàn)和PC機相連，通過(guò)串口調試器觀(guān)察中心節點(diǎn)獲取的RSSI值和對應子節點(diǎn)ID號。
4．1 A值的標定
A值即距離發(fā)射節點(diǎn)1m遠處接收到的信號強度，為了減小誤差，同時(shí)測量了距離中心節點(diǎn)1 m遠的三個(gè)不同方向上中心節點(diǎn)和子節點(diǎn)通信的RSSI值，如圖6所示。

，選擇測量直線(xiàn)相距發(fā)射節點(diǎn)5 m遠處接收到的信號強度，共測量20組數據，如表2所示。

經(jīng)過(guò)計算得n的平均值為2．5037，故選擇n=3。
4. 3 定位的測試
定位測試在一片空曠的場(chǎng)地上進(jìn)行的，選擇了6個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)組建Zigbee網(wǎng)絡(luò )，1個(gè)中心節點(diǎn)、1個(gè)未知節點(diǎn)和4個(gè)錨節點(diǎn)，節點(diǎn)的發(fā)射功率設置為0 dBm。4個(gè)錨節點(diǎn)提前人工布置于一塊8 mx8 m的正方形地面四角，未知節點(diǎn)位于正方形中心，中心節點(diǎn)布置在正方形外圍，整個(gè)節點(diǎn)布局如圖7所示。

測試中發(fā)現一個(gè)錨節點(diǎn)沒(méi)有入網(wǎng)，未知節點(diǎn)與3個(gè)錨節點(diǎn)通信，接收到RSSI值如下表3所示：

已知與未知節點(diǎn)通信的三個(gè)錨節點(diǎn)的相對坐標為： (0，0)(0，8)(8，8)，A=-73，n=3，經(jīng)過(guò)計算得：未知節點(diǎn)和與之通信的3個(gè)錨節點(diǎn)通信的RSSI均值分別為-92．6、-93．2、-92．1，未知節點(diǎn)和錨節點(diǎn)之間的距離分別為：d1=4．501；d2=4．713；d3=4.332；未知節點(diǎn)的坐標為： (x，y)=(3.391，3．535)。
4．4 誤差分析
實(shí)際情況下，未知節點(diǎn)的相對坐標應該是(4，4)，實(shí)際箅出來(lái)的坐標是(3．391，3．535)，所以實(shí)際測量是存在誤差的。誤差計算如下式：


5 結束語(yǔ)
本文基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的自主設計，采用基于RSSI的加權質(zhì)心算法實(shí)現了WSN節點(diǎn)的自定位。通過(guò)實(shí)際測試證明，相對于單一的質(zhì)心定位算法，該算法利用得到的RSSI作為權值來(lái)修正質(zhì)心定位的結果，提高了定位精度，且易于實(shí)現，能夠滿(mǎn)足大多數的實(shí)際應用中定位的需求。另一方面，在實(shí)際測試中發(fā)現，RSSI值易受到多徑、障礙物等環(huán)境因素的影響，故存RSSI測距中引進(jìn)了較多的誤差，基于RSSI測距的精度還有待進(jìn)一步的提高。