王儉++張軒雄

摘要：RSSI定位方法已成為近年來研究熱點，基于測距的RSSI定位算法本身具有一定缺陷，無線信號在傳播過程中由于受到環(huán)境中各種高斯白噪聲的干擾，致使獲取的RSSI值會在某一中心值上下波動，極大影響了定位的實效性、準確性。為提高室內(nèi)環(huán)境的定位精度，提出一種基于RSSI的高斯—卡爾曼濾波優(yōu)化。先用極大似然估計得出RSSI測距模型的修正參數(shù)，然后使用最小二乘法（LSM）初步估計所求定點的坐標，最后利用高斯卡爾曼濾波對計算出來的定位節(jié)點坐標和參數(shù)進行優(yōu)化，利用Matlab實驗仿真結(jié)果表明，算法具有定位誤差小、精度高的明顯特點。

關(guān)鍵詞：ZigBee；室內(nèi)定位；高斯卡爾曼濾波算法

DOIDOI：10.11907/rjdk.171947

中圖分類號：TP312文獻標識碼：A文章編號：16727800（2017）010006404

0引言

隨著新無線業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，越來越多的應(yīng)用需要自動定位服務(wù)。為了解決自動定位問題，基于衛(wèi)星通信的全球定位系統(tǒng)GPS（Global Position System）應(yīng)運而生，其優(yōu)良的感知計算能力和基于位置的服務(wù)（Location Based Service，LBS）能夠高效解決很多國防軍事和民用生活的實際問題。但對于建筑的室內(nèi)定位，GPS的定位效果會有明顯降低，測量誤差大，甚至無法工作。

就目前形勢來看，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network，WSN）優(yōu)勢明顯，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。其具有三大特點：成本低、功耗低、自組織。由于RSSI測距方式可以直接從設(shè)備中讀取RSSI信號值，不需新增設(shè)備，功耗小、成本低，因此被廣泛應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法。

未來發(fā)展趨勢是室內(nèi)定位技術(shù)與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和通信技術(shù)有機結(jié)合，發(fā)揮各項技術(shù)自身優(yōu)點，不僅可以提供較高的定位精度和響應(yīng)速度，還可以覆蓋較廣的范圍，真正實現(xiàn)無縫、精確定位。

1室內(nèi)定位方法

室內(nèi)定位指在室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)位置定位，主要采用無線通訊、基站定位、慣性定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，從而實現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控[1]。無線局域網(wǎng)中的接入點與基站類似，通信通過RF（Radio Frequency）射頻信號進行通訊，其原因在于無線電波自身具有穿透性，恰好能滿足室內(nèi)定位效果要求。節(jié)點定位通常分為兩個步驟：①基于測距，假設(shè)在傳感器網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點位置信息已知，通過某些手段估算其它節(jié)點位置信息；②無需測距，一般是利用網(wǎng)絡(luò)連通性或者拓撲結(jié)構(gòu)估算距離，再利用三邊測量法或者極大似然估計估算位置[2]。

3結(jié)語

定位算法是ZigBee技術(shù)的重要算法。本文在簡要分析RSSI測距原理的基礎(chǔ)上，對距離衰減模型進行處理，再利用極大似然估計、最小二乘法原理得出所需值，使其無限接近模型需求。最后，對估算的距離進行高斯卡爾曼多重濾波優(yōu)化，并通過Matlab仿真實驗驗證了該算法具有定位誤差小、精度高的特點。結(jié)論表明，經(jīng)過修正后的距離精度更高，對盲節(jié)點的坐標定位更加精確，修正后的定位精度符合一些常規(guī)定位系統(tǒng)的要求。

參考文獻參考文獻：

[1]余揚.基于終端直通場景下的室內(nèi)協(xié)同定位技術(shù)研究[D].北京：北京大學(xué)，2014.

[2]王慶福.無限傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用研究[J].電腦編程技巧與維護，2016（5）：104105.

[3]唐煒，鄭小林，干紅華.基于運動估計的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)定位方法[J].計算機工程，2010，36（20）：256258.

[4]孫利民，李建中，陳渝，等.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

[5]ALI S，NOBLES P.A novel indoor location sensing mechanism for IEEE802.11 b/g Wireless LAN[C].4th Workshop on Positioning，Navigation and Communication，2007：915.

[6]洪大永.GPS全球定位系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用[M].廈門：廈門大學(xué)出版社，1988.

[7]朱明輝，張會清.基于RSSI的室內(nèi)測距模型的研究[J].傳感器與微系統(tǒng)，2010，29（8）：1922.

[8]MENZIES T，DISTEFANO J，ORREGO A，et al.Assessing predictors of software defects[C].In Proceedings of Workshop on Predictive Software Models，2004.

[9]張潔穎，王俠.基于RSSI與LQI的動態(tài)距離估計算法[J].電子測量技術(shù)，2007，30（2）：142145.

[10]李桂娟.基于ZigBee技術(shù)的病人跟蹤定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].長春：吉林大學(xué)，2008.

[11]張潔穎.基于RSSI和LQI的動態(tài)距離估計算法[J].電子測量技術(shù)，2007，12（2）：2325.

責(zé)任編輯（責(zé)任編輯：孫娟）endprint