[发明专利]基于WIFI信号的定位方法

摘要

本发明提供了一种基于WIFI信号的定位方法，在二维空间中设置n个锚节点N₁，N₂...N_n，所述n个锚节点为位置坐标(x₁，y₁)，(x₂，y₂)...(x_n，y_n)固定且已知的无线AP，在二维空间中任意选取一点作为待定位节点N_e，所述待定位节点N_e的位置坐标(x，y)固定且未知，再在待定位节点Ne相邻位置选取m个点作为未知节点M₁，M₂...M_m，测量各个锚节点在待定位节点N_e的信号强度值RSSI_1e，RSSI_2e...RSSI_ne，测量各个锚节点在各个未知节点N_i的信号强度值RSSI₁₁，RSSI₁₂...RSSI_nm，这种基于WIFI信号的定位方法精简而高效，不仅定时耗时短，而且最终取得待定位节点的位置坐标是可靠而精确的。

主权项

1.一种基于WIFI信号的定位方法，其特征在于：包括以下步骤：（a）在二维空间中设置n个锚节点N₁，N₂...N_n，所述n个锚节点为位置坐标(x₁，y₁)，(x₂，y₂)...(x_n,y_n)固定且已知的无线AP，在二维空间中任意选取一点作为待定位节点N_e，所述待定位节点N_e的位置坐标(x，y)固定且未知，再在待定位节点N_e相邻位置选取m个点作为未知节点M₁，M₂...M_m，测量各个锚节点在待定位节点N_e的信号强度值RSSI_1e，RSSI_2e...RSSI_ne，测量各个锚节点在各个未知节点N_i的信号强度值RSSI₁₁，RSSI₁₂...RSSI_nm；（b）通过公式ωij=1|RSSIij-RSSIie|---(1)]]>得到ω_ij为第i个锚节点在第j个未知节点的信号强度值相对于第i个锚节点在待定位节点的信号强度值的权重值；（c）通过公式RSSIle‾=Σj=1mωij·RSSIijΣj=1mωij---(2)]]>得到为第i个锚节点在待定位节点的信号强度估计值；（d）通过公式RSSIie′=RSSIle‾+RSSIie2---(3)]]>得到RSSI′_ie为经过修正加权滤波处理后的第i个锚节点在待定位节点信号强度值；（e）通过公式RSSI′_ie＝RSSI_Oi+10γlogd_i+X_σ                       (4)求得d_i为第i个锚节点与待定位节点之间的测量距离，式中，RSSi_Oi为第i个锚节点的基准距离d_O的信号强度值，γ为传输介质常数，X_σ表示高斯变量随即分布；（f）测量第a个锚节点与第b个锚节点之间的最小跳数为hops_ab（a≠b，a=1，2...n，b=1，2...n)，通过公式Ca=Σb≠a,b=1n(xa-xb)2+(ya-yb)2Σb≠a,b=1nhopsab---(5)]]>得到C_a为第a个锚节点与其它锚节点之间平均跳距，再通过公式cc=ΣCan---(6)]]>得到cc为整个网络的平均跳距；（g）第i个锚节点与待定位节点之间的修正距离为d′_i，则存在关系：d′i＝d_i+ΔE(d_i)             (7)式中ΔE(d_i)表示误差，将ΔE(d_i)表示为d_i的一次函数，即：ΔE(d_i)=Ad_i+B                     (8)为使测量误差AE(dz最小，可知只需使其平方和最小即可，令：f(A,B)=Σi=1n[ΔE(di)-(Adi+B)]2---(9)]]>分别对f(A，B)求关于变量A,B的偏导数，并求解可得ΔE(di)；（h）测量第i个锚节点与待定位节点之间的跳数为k_i，则第i个锚节点与待定位节点之间的实际距离d_i=cc*k_i*(1+ΔE(d_i)；                    (10)（i）建立方程组:(x-x1)+(y-y1)=d1...(x-xi)+(y-yi)=di---(11)]]>最终解得待定位节点N_e的位置坐标(x，y)。