[发明专利]一种基于接收信号强度指示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接收信号强度指示的室内无线传感器网络定位方法，包括以下步骤：步骤一、提取室内射频信号衰减参数；步骤二、采集接收信号强度样本；步骤三、由自助法构造测量距离的置信区间；步骤四、计算未知节点估计坐标在集员估计框架下的可行解集；步骤五、对可行解集进行区间分析计算节点坐标。本发明在距离估算过程中，利用自助法构造距离置信区间，在提高定位精度、鲁棒性的同时减小了节点能量消耗；在定位过程中，利用集员估计对节点坐标的可行解集进行区间分析，计算得到未知节点的估计坐标。

主权项

1.一种基于接收信号强度指示的室内无线传感器网络定位方法，其特征在于：通过以下步骤来实现：步骤一：提取室内环境的射频信号衰减参数γ；在无线传感器网络部署环境建立1+n个等间隔的接收信号强度采样点；在第1个采样点部署发射信号节点，然后在其他n个采样点依次使用相同的接收信号节点采样RSS_i（接收信号强度）m次，最后对每个采样点的样本求均值；利用对数距离路径损耗公式对所有采样点接收信号强度均值进行线性拟合，得到信号衰减参数γ；室内对数距离路径损耗满足以下公式：PL(dB)=PL(d₀)(dB)+10γlog₁₀(d/d₀)+X_σ(dB)    (1)其中，PL为路径损耗；PL(d₀)为参考距离d₀处的信号强度；d为信号传播距离；X_σ为标准差为σ的高斯噪声；而γ即为我们所求的先验信息信号衰减参数；步骤二：采集未知节点的接收信号强度样本；在无线传感器网络部署区域内部署K₁个信标节点，K₂个未知节点；信标节点向未知节点广播包含自身节点标号及发射功率的数据包，未知节点采集其通信范围内k个信标节点的信号强度；步骤三：由自助法对信号强度原始数据样本重抽样，构造测量距离置信区间；待定位的未知节点建立其k个参考信标节点的接收信号强度样本，从每个样本中随机抽取n个样本值，分别对其用自助重抽样法构造未知节点到k个参考信标节点的测量距离置信区间θ^I；步骤四：计算节点位置信息在集员估计框架下的可行解集；将所有室内环境噪声归为功率有界（Unknown But Bounded）的噪声干扰，利用集员估计求未知节点估计坐标的可行解集；未知节点估计坐标的可行解集由k个参考信标节点，分别以置信区间θ^I上下界为边长确定的圆环覆盖区域求交集得到；步骤五：对未知节点的估计坐标可行解集进行区间分析，计算未知节点估计坐标；将未知节点估计坐标的可行解集分割为n个子集，对所有子集进行区间分析，利用网格扫描算法求得最优子集的质心坐标作为未知节点估计坐标。