RSSI 室內節點定位系統設計

　　摘要：本文介紹了無線傳感器網絡節點定位系統，分析了系統組成，并且重點介紹了系統硬件和軟件的組成和設計，并對RSSI定位算法在該定位系統上進行了驗證分析。

　　引言

　　無線傳感器網絡的各種應用中，節點的位置信息至關重要^[1,2]。針對不同的定位形式，現在已設計出了不同的定位算法，這些定位算法主要從理論上進行了相應的研究，并且使用仿真的方法進行定位算法的驗證，設計實際的節點定位系統對于無線傳感器網絡中各種算法的分析有著更大的現實意義。本文設計了一個無線傳感器網絡節點定位系統(LSBR)，并對基于RSSI的定位算法在系統上進行了驗證分析。本文對節點定位系統的組成、硬件、軟件以及試驗方法進行了相應的介紹。

　　系統組成及硬件設計

　　系統組成及工作原理

　　LSBR(Localization System Based on RSSI)定位系統基于RSSI測距原理^[3,4]，利用射頻信號實現對室內移動目標的定位，系統由信標節點、目標節點、匯聚節點和位置計算裝置等部分組成，采用了一種主動式的定位架構，由目標節點向信標節點發送射頻信號。其中信標節點一般安裝在屋頂天花板上，目標節點安裝在移動機器人等裝置上。具體的系統組成和工作原理如圖1所示。

　　如圖1所示，信標節點放置在室內的固定位置，如天花板上，其位置已事先測量獲得，并保存在位置計算裝置上，目標節點安裝在移動機器人上，數據收集器與位置計算裝置連接。目標節點同時向屋頂的信標節點發射射頻信號，射頻同步信號攜帶目標節點的ID信息。當信標節點接收到射頻信號后，檢查ID信息，如果ID信息正確則接收信號，接收到信號的節點依次將測量數據通過無線方式發送給匯聚節點。匯聚節點計算出目標節點與信標節點的距離，并通過串口通信傳給位置計算裝置。位置計算裝置根據事先建好的坐標系、信標節點坐標和距離數據計算出目標節點坐標。　　

 

　　系統硬件主要由目標節點、信標節點和匯聚節點組成。其中目標節點和信標節點通過射頻模塊來實現測距功能，匯聚節點主要負責接收數據并實現距離計算。目標節點和信標節點的系統框圖如圖2所示。