利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位系统及方法与流程

技术特征：

1.一种利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位系统，其特征在于，包括：

信号发送端，用于发送无线信号；

信号接收端，用于接收来自发送端的无线信号，并测量出该无线信号的RSSI或CSI值，根据特征值与进行之前训练的参数进行分类匹配距离转换，得出楼层的高度；

修正模块，将修正模块测出的结果与无线信号计算出的结果进行对比，如果出现偏差，进行校正，从而使判别算法更为精确；

显示模块，可利用手机端的显示屏或者其他显示模块，用来显示识别出目标楼层的层数。

2.如权利要求1所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位系统，其特征在于：所述信号发射端和信号接收端为能发射和接收WIFI和900Mhz±100Mhz频段信号的无线移动终端。

3.如权利要求1所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位系统，其特征在于：所述信号发射端在需要定位的楼层，所述信号接收端在需定位楼层的下方已知楼层且信号接收端的数目为3个，且3个信号接收端所在的位置不相同且互相之间的距离已知。

4.如权利要求1所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位系统，其特征在于：所述信号接收端，对每个接收端接收到的无线信号的RSSI或CSI值进行去噪处理；把去除噪声之后的RSSI或者CSI值使用Shadowing传播模型进行距离的换算。

5.如权利要求1所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位方法，其特征在于，在得出信号发送端相对于信号接收端的距离后，根据四面体全部边的大致长度，利用四面体体积公式：

M＝ad(b+c+e+f-a-d)+be(a+c+d+f-b-e)+cf(a+b+d+e-c-f)

N＝abf+bcd+cae+def

$V=\sqrt{M-N}/12$

进而可以得出四面体的体积；由于信号接收端位置和距离已知，根据3个接收端呈三角形，三角形的三条边已知，利用三角形面积公式：

p＝(a+b+c)/2

得出三角形的面积，再利用四面体体积公式：

V＝hS/3

得出信号发送端楼层相对于信号接收端楼层的高度。

6.如权利要求1所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位系统，其特征在于：所述修正模块使用气压器作为修正模块，气压计测出的值换算成高度，作为参考高度。

7.如权利要求4所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位系统，其特征在于：使用Shadowing模型把去噪声后的RSSI或CSI转换成距离，转换公式为：

$p\left(d\right)=p\left(d_0\right)-10n{\log }_{10}\left(\frac{d}{d_0}\right)+X_{\mathrm{\σ}}$

其中d表示锚节点和目标节点之间的距离；p(d)表示锚节点到目标节点距离为d的RSSI值；d0是一个常量，是锚节点和目标节点之间的参考距离；同理p(d0)表示锚节点到目标节点距离为d0时的RSSI值；n是路径损耗指数，它的取值和环境有关；Xσ是一个服从正态分布的随机变量，模型假设正态分布的期望是0，标准差为σ。

8.一种利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位方法，其特征在于：包括如下步骤，S1、信号发射端发射无线信号，位于信号发射端底下楼层的三个信号接收端接收信号，测量信号的RSSI或者CSI值；

S2、将RSSI或者CSI值进行去噪处理；

S3、利用Shadowing模型对RSSI值进行距离换算；

S4、利用四面体高度底面积和高度不变体积不变的原理粗略得出楼层相对高度；

S5、利用多次测得高度结合气压计和权值模型修正相对高度数值；

S6、根据接收端所在楼层加上由相对高度转换后的楼层高度，得出接收端最终的高度。

9.如权利要求8所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位方法，其特征在于，去噪处理具体为：

多次分别采集在直视距下和在n层墙下RSSI或者CSI的衰减数值；

根据不同数目墙的衰减数值计算出衰减因子；

得到准确的衰减因子之后即可用于去噪。

10.如权利要求8所述的利用四面体以及无线通讯技术的楼层定位方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：在得到一次高度差后，发射端移动一段距离，重复步骤获取多一次高度差；

将两次获取的高度差与气压计获取的高度差输入经过训练的气压值转换高度与信号转换高度权值模型得出准确的高度差；

用高度差除已知的单层楼的高度得出发射端距离接收端的楼层数；

加上接收端所在的楼层数得出最终的楼层数。