基于wifi信号的定位方法
【专利摘要】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...Nn，所述n个锚节点为位置坐标(x1，y1)，(x2，y2)...(xn，yn)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Ne，所述待定位节点Ne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...Mm，测量各个锚节点在待定位节点Ne的信号强度值RSSI1e，RSSI2e...RSSIne，测量各个锚节点在各个未知节点Ni的信号强度值RSSI11，RSSI12...RSSInm，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。
【专利说明】基于WIFI信号的定位方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位【技术领域】，尤其涉及一种基于WIFI信号的定位方法，用在卫星信号遮挡严重的室内或者被密集建筑物遮挡的地方，。
【背景技术】
[0002]众所皆知，包括谷歌和百度室内导航地图主要是基于全球定位系统GPS和手机信号发射塔来实现导航，GPS虽然是迄今为止最为成功的定位系统，但每次GPS完成定位都需要捕获至少4颗在轨卫星的信号，初始化时间长，而且在一些室内和高楼密布的城区等地方，信号遮挡严重，可用性也受到严重制约。
[0003]WIFI是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术，是基于IEEE802.11标准的无线网路。无线AP (无线访问节点)，主要有路由交换接入一体设备和纯接入点设备，一体设备(路由器)执行接入和路由工作，纯接入设备只负责无线客户端的接入，纯接入设备通常作为无线网络扩展使用，与其他AP或者主AP连接，以扩大无线覆盖范围，而一体设备一般是无线网络的核心；WIFI在目前已经得到广泛的应用，一般在城镇，人口较密集的地区，趋向于在任何一处，打开手机或者PDA的无线网络搜索功能可以搜索到多个无线AP所发出的信号；在这种条件下，
[0004]WIFI定位成为国内外热门研究的热点，这一课题涉及普适计算(PervasiveComputing)、无线传感网(Wireless Sensor Network)、自组织网(Ad-Hoc Net.work)、智能机器人(Intelligent robotics)和泛在互联(Ubiquitous Network)等诸多新兴研究领域的交叉，与物联网(Internet of Things)行业也有着密不可分的关系。
[0005]WIFI定位从依据的物理量划分，包括基于信号传播时间的TOA (Time ofArrival)、TDOA (Time—Difference Of Arrival)和 RTOA (Round-Trip Of Arrival),基于信号传播方向角的AOA (Angle of Arrival)以及基于射频信号强度的
[0006]RSS (Radio Signal Strength)方法等；从定位使用的算法划分,主要包括接人点位置近似(Approximation)、三角定位(Triangulation)和场景分析(Scene Analysis)等，其中场景分析的算法是目前室内无线定位研究的主流方向，因其中大多数算法是基于WIFI信号强度(RSS)与位置相关这一基本原理。
[0007]无线信号在空间的衰减与传播距离存在一定的函数关系。在仅考虑地面反射波的情况下，无线AP信号遵循对数正态传播衰减模型:
[0008]PL (d) = PL (d。)+IOnlog (d)+X。
[0009]其中PL (d)表示与发射端距离为d处的AP信号强度，以dBm为单位计量，d0为一个固定基准距离，η为一个与传输介质有关的常数，X0表不一个高斯分布随机变量。由于包含温湿度在内的诸多因素都会改变介质参数η，此外，AP信号发射源的功率也不会维持恒定，在基准距离上的d0也会随时间变化；因此，即使估算出的模型参数再准确，求得的距离d任然存在较大的误差。
[0010]目前根据移动终端定位时的状态，对于RSSI信号处理可以分为静态动态两种，动态RSSI信号处理方法是针对实时/移动定位时信号处理时间过长、跟不上移动的速度、造成位置偏差，导致产生较大的定位误差，而提出的一种RSSI信号处理方法。该方法的优点是实时性好，但是准确度低，导致定位精度差。
【发明内容】
[0011]本发明要解决的技术问题是:为了解决目前利用无线AP的信号强度值来进行WIFI定位的方法具有误差大，准确度低，延迟较高的问题，本发明提供了一种基于WIFI信号的定位方法来解决上述问题。
[0012]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于WIFI信号的定位方法，包括以下步骤:
[0013](a)在二维空间中设置η个锚节点Ni, N2...Nn，所述η个锚节点为位置坐标(X1, Y1), (X2, y2)...(xn, yn)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Νε，所述待定位节点N6的位置坐标(X，y)固定且未知，再在待定位节点N6相邻位置选取m个点作为未知节点M1，M2...Mm，测量各个锚节点在待定位节点凡的信号强度值RSSIle, RSSI2e...RSSIne,测量各个锚节点在各个未知节点Ni的信号强度值RSSI11, RSSI12...RSSInm ；
[0014](b)通过公式
[0015]
【权利要求】
1.一种基于WIFI信号的定位方法，其特征在于:包括以下步骤: Ca)在二维空间中设置η个锚节点N1, N2...Nn，所述η个锚节点为位置坐标(X1,yi)，(χ2? y2)...(χη> yn)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Νε，所述待定位节点N6的位置坐标(X，y)固定且未知，再在待定位节点N6相邻位置选取m个点作为未知节点M1, M2...Mm,测量各个锚节点在待定位节点凡的信号强度值RSSIle, RSSI2e...RSSIne,测量各个锚节点在各个未知节点Ni的信号强度值RSSI11,RSSI12...RSSInm ； (b)通过公式
2.如权利要求1所述的基于WIFI信号的定位方法，其特征在于:所述步骤(e)中的d0=l，X 0 =2。
3.如权利要求1所述的基于WIFI信号的定位方法，其特征在于:使用η个路由器互联作为锚节点并与服务器连接，使用手持移动设备采集信号强度值，并上传至服务器，所述服务器对测得数据进行处理。
4.如权利要求3所述的基于WIFI信号的定位方法，其特征在于:每个锚节点将含有位置坐标和初始化为O的跳数值的数据包利用矢量路由协议在网络中进行广播，从而获得任意二个锚节点之间的最小跳数hopsab。
5.如权利要求1所述的基于WIFI信号的定位方法，其特征在于:步骤(c)中，
【文档编号】G01S5/10GK103513229SQ201310489570
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】苏兵, 吴冲 申请人:常州大学