专利名称：一种集成无线定位的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种无线定位方法，尤其涉及ー种集成无线定位的处理方法。
背景技术：
随着科技的 发展，无线定位将在今后基于某个中心的具体应用上会越来越重要，目前基于手机的AGPS定位，也就是基于手机的基站定位和GPS定位，已经开发出大量的LBS应用，这样的基于位置服务的应用将会随着物联网等应用为越来越广泛；但今后的物联网产品，不可能大規模采用2G或3G模块来处理，而目前已有的求距离或求坐标的方法比较单一，没有可选性，并且速度和精度都是不可调节的，没法很好地适应集成的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种可以选择距离处理和坐标处理，并将距离处理和坐标处理的算法完全集成硬件化的集成无线定位的处理方法，更进一歩地，处理坐标命令时还能够选择速度和精度。对此，本发明提供ー种集成无线定位的处理办法，包括如下步骤
选择步骤，通过输入的命令类型进而跳转至距离处理步骤或坐标处理步骤，当输入距离命令时跳转至距离处理步骤，当输入坐标命令时跳转至坐标处理步骤；
距离处理步骤，输入通过测量所得到信号強度指示RSSI、墙壁衰减因子WAF、通信模块ー米内的信号強度指示值A以及路径损耗因子m，经过距离运算算法RSSI = -{I Om Iogl0d+A) + WAF 得到距离值 d ；
坐标处理步骤，输入參考点坐标值和距离值d，通过坐标运算算法得到被测节点D的坐标值；以及，
输出步骤，输出距离处理步骤或坐标处理步骤所得到的距离值d或坐标值。其中，所述选择步骤通过命令类型用于选择跳转至距离处理步骤或坐标处理步骤，所述命令类型包括距离命令和坐标命令，分别用于实现距离值和坐标值的运算；路径损耗因子m可以通过測量得到，并且在睛天和雨天的数据也会有所不同；所述信号強度指示RSSI、墙壁衰减因子WAF、通信模块ー米内的信号強度指示值A以及路径损耗因子m均是通过测试或实验而得到，进而能够通过本发明所述的距离运算算法得到距离值d ;所述坐标处理步骤通过输入參考点坐标值和距离值d，通过坐标运算算法得到被测节点D的坐标值，所述參考点坐标值为已知的坐标值’如“…)，^…)，…(xn，yn)，其中，η值为大于等于3的自然数。本发明将选择步骤、距离处理步骤、坐标处理步骤和输出步骤都反映到集成芯片的模块框架上，进而将距离运算算法和坐标运算算法反应到数字电路上，以集成一个专门的求距离和坐标的硬件算法模块，与现有技术相比，本发明能够选择距离处理和坐标处理，提供了一种将距离处理和坐标处理的算法完全集成硬件化的集成无线定位的处理方法。本发明的进ー步改进在于，所述坐标运算算法包括低速高精度、速度精度均衡和高速低精度的算法，井分别对应如下子步骤
极大似然处理子步骤，输入已知η个节点的坐标和已知η个节点到被测节点D的距离，通过极大似然法得到被测节点D坐标值与已知η个节点坐标值的线性关系，进而通过最小方差估计法得到被测节点D的坐标值；
三边定位处理子步骤，输入已知三个节点的坐标值和已知三个节点到被测节点D的距离，分别以已知节点为圆心、该已知节点到被测节点D的距离为半径确定三个圆，则三个圆相交于被测节点D的所在位置，进而通过三圆相交运算得到被测节点D的坐标值；以及，三边测量处理子步骤，输入已知三个节点的坐标值和已知三个节点到被测节点D的距离，井分别以该三个节点作为信标节点，通过信标节点分别加、减该信标节点到被测节点D的距离构建矩形区域，进而通过三个矩形区域的重叠区域的质心得到被测节点D的坐标值。其中，所述极大似然处理子步骤为低速高精度的算法，所述三边定位处理子步骤为速度精度均衡的算法，所述三边測量处理子步骤为高速低精度的算法；其中，所述三边定位处理子步骤是基于三圆交于一点而实现的，但是三边定位处理子步骤也是要进行矩阵运算的，并且很可能出现三圆不交于一点而交于三点的情况，这时候被测节点D就位于三圆交集当中，而被测节点D的坐标便取三圆交集部分的质心。与现有技术相比，本发明进一步采用上述技术特征，能够选择距离处理和坐标处理，提供了一种将距离处理和坐标处理的算法完全集成硬件化的集成无线定位的处理方法，在此基础上，处理坐标命令时还能够选择速度和精度，即能够分别选择低速高精度、速度精度均衡和高速低精度的算法。本发明的进ー步改进在于，所述极大似然处理子步骤中，输入已知的η个节点的坐标(X1, Yi)、( χ2，I2)、( x3，y3)、…和(χη，yn)，并输入已知的η个节点到被测节点D
的距离Clpd2、も、···和dn，得到
权利要求
1.ー种集成无线定位的处理办法，其特征在于，包括如下步骤 选择步骤，通过输入的命令类型进而跳转至距离处理步骤或坐标处理步骤，当输入距离命令时跳转至距离处理步骤，当输入坐标命令时跳转至坐标处理步骤； 距离处理步骤，输入通过测量所得到信号強度指示RSSI、墙壁衰减因子WAF、通信模块ー米内的信号強度指示值A以及路径损耗因子m，经过距离运算算法RSSl = -(I Om Iogl0d+A) + WAF 得到距离值 d ； 坐标处理步骤，输入參考点坐标值和距离值d，通过坐标运算算法得到被测节点D的坐标值；以及， 输出步骤，输出距离处理步骤或坐标处理步骤所得到的距离值d或坐标值。
2.根据权利要求I所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，所述坐标运算算法包括低速高精度、速度精度均衡和高速低精度的算法，井分别对应如下子步骤 极大似然处理子步骤，输入已知η个节点的坐标和已知η个节点到被测节点D的距离，通过极大似然法得到被测节点D坐标值与已知η个节点坐标值的线性关系，进而通过最小方差估计法得到被测节点D的坐标值； 三边定位处理子步骤，输入已知三个节点的坐标值和已知三个节点到被测节点D的距离，分别以已知节点为圆心、该已知节点到被测节点D的距离为半径确定三个圆，则三个圆相交于被测节点D的所在位置，进而通过三圆相交运算得到被测节点D的坐标值；以及，三边测量处理子步骤，输入已知三个节点的坐标值和已知三个节点到被测节点D的距离，井分别以该三个节点作为信标节点，通过信标节点分别加、减该信标节点到被测节点D的距离构建矩形区域，进而通过三个矩形区域的重叠区域的质心得到被测节点D的坐标值。
3.根据权利要求2所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，所述极大似然处理子步骤中，输入已知的η个节点的坐标(X1, yi)、( x2, y2)、( x3，y3)、…和(xn, yn),并输入已知的η个节点到被测节点D的距离も、d2、d3、…和dn,得到
4.根据权利要求2所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，所述三边定位处理子步骤中，已知A、B和C三个节点的坐标分别为(xa, ya)、( xb, yb)和(xc,y。)，以及该三个节点到被测节点D的距离分别为da、db和d。，若D点的坐标为(X， y)，
5.根据权利要求2所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，所述三边測量处理子步骤中，将ー个信标节点的坐标(xa，ya)分别加、减该信标节点到被测节点D的距离da，即得该イ目标节点所构建矩形区域为[xa_da, ya-da] X [xa+da, ya+da];则ニ个/[目标节点所构建的三个矩形的重叠区域为[max (xa-da), max (ya_da) ] X [min (xa+da), min (ya+da)],进而通过该重叠区域的质心得到被测节点D的坐标值。
6.根据权利要求I至5任意一项所述的集成无线定位的处理办法，其特征在干，将所述选择步骤、距离处理步骤和坐标处理步骤和输出步骤反应到数字电路上，集成求距离值和求坐标值的硬件算法模块。
7.根据权利要求6所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，所述的命令类型通过SPI通信接ロ输入至集成芯片中，所述集成芯片返回数据至SPI通信接ロ。
8.根据权利要求I至5任意一项所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，当输入距离命令吋，生成的求距离命令帧为求距离命令I字节+信号強度指示RSSI 2字节+冗余校验I字节+结尾符I字节；当输入坐标命令吋，生成的求坐标命令帧为求坐标命令I字节+坐标数量η I字节+坐标(Xi, yi； (Ii)共计η对坐标值和距离值+冗余校验I字节+结尾符I字节。
9.根据权利要求8所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，将所述选择步骤、距离处理步骤和坐标处理步骤和输出步骤反应到数字电路上，集成求距离值和求坐标值的硬件算法模块。
10.根据权利要求9所述的集成无线定位的处理办法，其特征在于，所述的命令类型通过SPI通信接ロ输入至集成芯片中，所述集成芯片返回数据至SPI通信接ロ。
全文摘要
本发明提供一种集成无线定位的处理办法，包括如下步骤选择步骤，通过输入的命令类型进而跳转至距离处理步骤或坐标处理步骤，当输入距离命令时跳转至距离处理步骤，当输入坐标命令时跳转至坐标处理步骤；距离处理步骤，输入通过测量所得到信号强度指示RSSI、墙壁衰减因子WAF、通信模块一米内的信号强度指示值A以及路径损耗因子m，经过距离运算算法得到距离值d；坐标处理步骤，输入参考点坐标值和距离值d，通过坐标运算算法得到被测节点D的坐标值；以及，输出步骤，输出所得到的距离值d或坐标值。本发明能够选择距离处理和坐标处理，提供了一种将距离处理和坐标处理的算法完全集成硬件化的集成无线定位的处理方法。
文档编号H04W64/00GK102695273SQ20121017124
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者叶峰 申请人:深圳和而泰智能控制股份有限公司