[发明专利]一种获取无线传感器网络信道衰减指数的实验方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器网络节点定位领域，具体涉及一种获取基于RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示)测距模型中的信道衰减指数的实验方法。

背景技术

无线传感器网络是全球未来三大高科技产业之一，在军事、环境监测、反恐防暴、医疗保健、工业控制、家居、商业等领域都有广泛应用。无线传感器网络节点定位技术是无线传感器网络的核心支撑技术之一，明确位置信息后，节点采集的信息才更有应用价值。按照定位原理，无线传感器网络定位技术可以分为基于测距(Range-Based)的定位技术和无需测距(Range-Free)的定位技术，基于测距的定位技术多用于高精度定位领域。

 RSSI测距技术是利用可以从节点通信数据包中直接读取的RSSI值，根据RSSI测距模型，计算出节点之间的距离。RSSI测距技术不需要额外的硬件成本，使用方便，并且可穿透障碍物，测距范围长，有利于减少信标节点密度，降低定位成本。由于基于RSSI测距定位算法的定位精度可以满足大多数应用需求，RSSI测距技术逐渐成为应用最广泛的测距技术。

然而，由于实际应用环境中存在着多径衰落、电磁干扰、非视距传播、天线非全向性、节点供电电压不足、节点内部器件噪声等多种干扰因素，RSSI测距精度不稳定甚至测距失效。对于某一特定的应用环境，无线电波传输过程中所受的干扰是相对稳定的。在应用环境已知的情况下，通过实验的方法，测定应用环境的信道衰减指数，可以有效降低测距误差，提高测距精度，进而提高定位精度，对基于RSSI测距的定位算法很有意义。

发明内容

本发明提供一种有效降低测距误差、提高测距精度的基于RSSI测距的获取无线传感器网络信道衰减指数的实验方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种获取无线传感器网络信道衰减指数的实验方法，包括以下步骤：

步骤一，在待测区域内选择一个点放置发射节点，以该点为圆心确定以最大通信距离                                                为半径的圆为实验场地；

步骤二，将多个接收节点以等圆心角等半径的方式均匀设置在发射节点周围；

步骤三，测量各接收节点与发射节点相距时的RSSI值；

步骤四，保持圆心角不变，不断改变各接收节点的测试半径，记录不同测试半径下的RSSI数据；

步骤五，利用RSSI对数-指数测距模型计算每一组“RSSI-测试半径”实验值对应的信道衰减指数；

步骤六，对各组信道衰减指数取平均值。

进一步地，所述步骤四到步骤六中，将测试半径分为0-10%、10%-50%和50%-三个区间测试。

更进一步地，所述测试距离在0-10%之间时，的步长取1%；当测试半径在10%-50%之间时，的步长取4%；当测试半径在50%-之间时，的步长取10%。

进一步地，所述接收节点数量为6。

进一步地，所述为1米。

进一步地，所述RSSI对数-指数测距模型计算信道衰减指数所用的公式为：

其中：为与发射端相距处的接收功率，大小等于从无线传感器网络节点通讯数据包中直接读取的RSSI值，单位为dBm，是与发射端相距处的接收功率。 

进一步地，所述发射节点、接收节点与利用此实验方法获取信道衰减指数后进行测距的无线传感器网络定位系统的信标节点、盲节点具有相同接收和发射功率范围。

与现有技术相比，有益效果是：

1、能减小天线非全向性的影响。本发明通过将若干个接收节点均匀布置在以发射节点为圆心测试距离（0<<）为半径的圆周上，从不同的角度测量信道衰减指数，并通过取平均值的方法减小了天线非全向性对实验结果的影响。

2、测距精度提高。分三段取不同的步长进行测试，以及分三段取不同的信道衰减指数值，都更符合RSSI测距模型的特点，因而，本发明提供的实验方法测得的信道衰减指数可以有效提高测距精度。

附图说明

图1是接收节点为6个的实验示意图，其中小圆圈表示无线传感器网络节点。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步地详细说明。

选定无线传感器网络定位系统发射和接收的射频芯片均为TI公司的CC2430芯片，以1个发射节点6个接收节点为例，如图1所示。