無線傳感網絡（WSN）設計經典參考實例（四）

1.4 濾波

　　第一步：設定RSSI 的期望值，如式（3）式所示：

　　其中， R 0 是預期的RSSI 值，R 是實際得到的RSSI 值， R 1 是前一次得到的RSSI 值，R2是在此之前的第二次得到的RSSI 值，α、β、γ 分別是R， R1 ， R2 在期望值中所占的權重，分別將其設置為0.6，0.25，0.15。

　　第二步：設定閾值，閾值是在大量實驗基礎上進行總結再設定的，該系統中設為0.5。

　　第三步：除噪，若期望值0 R 和當前值R 差的絕對值小于設定的閾值，就讓令上一次的值作為當前值，R= 1 R ，同時2 R = 1 R;若期望值和當前值差的絕對值已經大于閾值，則令期望值作為當前值，R= R 0 ，同時， R2 = R 1 ， R 1 = R 0 ;實驗結果表明：通過以上濾波處理，不僅減小了節點不穩定帶來的軌跡震蕩，節點的軌跡變化曲線更加趨于平緩。

　　1.5 串口數據提取

　　在串口通信協議中一個串口通信數據幀的格式如圖5所示：

　　圖5 串口通信數據幀的格式

　　Sync 是一個數據幀的起始和結束標志符，用0x7E 來表示該標志符。緊跟在起始Sync后面的是Type標志符。CRC用來表示冗余校驗碼，其中，參與冗余校驗的字段為TOS MsgHeader 和Payload，這兩個字段存放的是網關收到的一個傳感器節點發出的完整的路由包。

　　最后面的一個Sync 用來表示幀的結束。

　　在實驗過程中，串口接收到的原始數據如圖6 所示：

　　圖6 串口原始數據

　　通過對上表中數據分析得知：表中第一條數據中0x7E 表示一個數據幀的起始，0x42 表示一個數據幀的Type，不要求接收方對發送方回復一個確認包。從第二行第五個數據開始時對上層應用有用的字段，在進行上層開發時，可以從該處提取出串口中的數據，其中0x0100，表示數據包的ID 號，緊跟其之后的是兩個字節0x3A00 表示接收到的數據包的序列號，接下來的0x 0200 表示錨節點的ID 號為2，0x0500 表示Move 節點的ID 號為5，0x0800 表示從2 號錨節點獲取到的5 號Move 節點的RSSI 值為8， 接下來的0x 0300 表示錨節點的ID號為3，0x0500 表示Move 節點的ID 號為5，0x0C00 表示從3 號錨節點獲取到的5 號Move節點的RSSI 值為0x0C， 接下來的0x 0400 表示錨節點的ID 號為4，0x0500 表示Move 節點的ID 號為5，0xF800 表示從4 號錨節點獲取到的5號Move節點的RSSI值為0Xf8，接下來的F207FE 為CRC 字段，最后一個7E 為數據幀的結束字段。通過以上分析，可以快速從串口通信數據中提取所需的字段，為上層開發奠定基礎。

　　2 系統設計

　　2.1 系統架構