CN103179660A - 基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法 - Google Patents
基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103179660A CN103179660A CN2013100896645A CN201310089664A CN103179660A CN 103179660 A CN103179660 A CN 103179660A CN 2013100896645 A CN2013100896645 A CN 2013100896645A CN 201310089664 A CN201310089664 A CN 201310089664A CN 103179660 A CN103179660 A CN 103179660A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal node
- awakening
- zigbee
- devices
- awakening device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
本发明公开了一种基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法，该方法包括：从某一终端节点接收到的唤醒器信号中提取其RSSI强度值最高的两个不同唤醒器的数据；根据公式
计算所述某一终端节点至两个不同唤醒器之间的距离之比，根据距离之比以及已知的两个不同唤醒器的位置计算终端节点的位置。因此，本发明采用了一种环境无关的新的定位算法，从而消除了环境对定位的影响，因而实现了相对准确的定位计算结果。该发明可广泛用于井下人员定位、隧道人员定位等场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线传感器网络技术，尤其涉及一种基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法。
背景技术
无线传感器网络的最为重要的一个应用实例便是进行终端节点（即无线传感器）定位。学术上通常采用的方法有：到达时间（TOA，Time Of Arrival），到达时间差TDOA（TDOA，Time Difference of Arrival），到达角度（AOA，Angle of Arrival），接收信号强度指示（RSSI，Received Signal Strength Indicator）。由于工程应用中，考虑到终端节点低功耗的必要需求以及终端节点间难以精确同步，实际应用多采用RSSI信号强度判断终端节点位置。
目前，从实践运用中而言，解决基于ZigBee的无线传感器定位主要参考TI公司由信号传播模型推演的得到的RSSI距离公式：RSSI=-(10×n×log10d+A)，其中d为信号传播的距离，n、A分别为传播因子与环境参数，均为可变参数。实际测量发现环境因素对于计算得到的传播距离有着很大的影响。由于环境不同，这n、A两个可变的环境参数同样会发生变化。为了解决这两者对于精确定位的干扰，通常会采用实地测量数据，确定环境参数的值。但是这种做法无法弥补实际测量中的环境因素的实时变化，由于昼夜温差、气体成分、遮挡等各个实时变化都可能影响测量距离，无法达到良好定位。而如果采用周期性的测量统计又会带来大量的通信损耗，同时不一定能满足环境因素的实时性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种与环境无关的基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法，以消除环境对定位的影响。
为达到上述目的，本发明一方面提供了一种基于ZigBee的终端节点定位方法，包括：
从某一终端节点接收到的唤醒器信号中提取其RSSI强度值最高的两个不同唤醒器的数据；
根据公式
计算所述某一终端节点至所述两个不同唤醒器之间的距离之比，其中，d1为所述某一终端节点至所述两个不同唤醒器中第一唤醒器的距离，d1为所述某一终端节点至所述两个不同唤醒器中第二唤醒器的距离，n为传播因子，RSSI1为所述第一唤醒器的唤醒器信号到达所述某一终端节点时的RSSI强度值，RSSI2为所述第二唤醒器的唤醒器信号到达所述某一终端节点时的RSSI强度值；
根据所述距离之比以及已知的所述两个不同唤醒器的位置计算所述终端节点的位置。
本发明的基于ZigBee的终端节点定位方法，当需要更高的定位精度时，根据定位精度需要多次计算所述终端节点的位置，然后对计算出的多个所述终端节点的位置进行平均值计算。
再一方面，本发明还提供了基于ZigBee的终端节点定位方法，包括：
一种基于ZigBee的终端节点定位装置，其特征在于，其执行如权1所述的定位方法。
本发明的基于ZigBee的终端节点定位装置，根据定位精度需要多次计算所述终端节点的位置，然后对计算出的多个所述终端节点的位置进行平均值计算。
本发明的基于ZigBee的终端节点定位方法中，根据公式
计算某一终端节点至两个不同唤醒器之间的距离之比，再根据距离之比以及已知的两个不同唤醒器的位置计算出终端节点的位置，这种环境无关的新的定位算法消除了环境对定位的影响，因而实现了相对准确的定位计算结果。该发明可广泛用于井下人员定位、隧道人员定位等场合。
附图说明
图1为本发明的基于ZigBee的终端节点定位装置的定位方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：
参考图1所示，本实施例的基于ZigBee的终端节点定位装置的定位方法的流程具体如下：
步骤S1，某一终端节点休眠（定时设置）。
步骤S2，在某一终端节点的唤醒周期内进行频道侦听，如果侦听到唤醒器信号则执行步骤S3。
步骤S3，接收唤醒器的RSSI强度值，接收完成后执行步骤S4。
步骤S4，等待超时，即等待唤醒周期结束。
步骤S5，从某一终端节点接收到的唤醒器信号中提取其RSSI强度值最高的两个不同唤醒器的数据。
步骤S6，根据公式计算某一终端节点至两个不同唤醒器之间的距离之比，其中，d1为某一终端节点至两个不同唤醒器中第一唤醒器的距离；d2为某一终端节点至两个不同唤醒器中第二唤醒器的距离；RSSI1为第一唤醒器的唤醒器信号到达某一终端节点时的RSSI强度值；RSSI2为第二唤醒器的唤醒器信号到达某一终端节点时的RSSI强度值；n为传播因子，其可由RSSI距离公式推算得到。
步骤S7，根据距离之比以及已知的两个不同唤醒器的位置计算终端节点的位置。当需要更高的定位精度时，根据定位精度需要多次计算终端节点的位置，然后对计算出的多个终端节点的位置进行平均值计算。
步骤S8，向唤醒器返回定位数据，然后执行步骤S1。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于ZigBee的终端节点定位方法，其特征在于，包括：
从某一终端节点接收到的唤醒器信号中提取其RSSI强度值最高的两个不同唤醒器的数据；
根据公式
计算所述某一终端节点至所述两个不同唤醒器之间的距离之比，其中，d1为所述某一终端节点至所述两个不同唤醒器中第一唤醒器的距离，d2为所述某一终端节点至所述两个不同唤醒器中第二唤醒器的距离，n为传播因子，RSSI1为所述第一唤醒器的唤醒器信号到达所述某一终端节点时的RSSI强度值，RSSI2为所述第二唤醒器的唤醒器信号到达所述某一终端节点时的RSSI强度值；
根据所述距离之比以及已知的所述两个不同唤醒器的位置计算所述终端节点的位置。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的终端节点定位方法，其特征在于，当需要更高的定位精度时，根据定位精度需要多次计算所述终端节点的位置，然后对计算出的多个所述终端节点的位置进行平均值计算。
3.一种基于ZigBee的终端节点定位装置，其特征在于，其执行如权1所述的定位方法。
4.根据权利要求3所述的基于ZigBee的终端节点定位装置，其特征在于，当需要更高的定位精度时，根据定位精度需要多次计算所述终端节点的位置，然后对计算出的多个所述终端节点的位置进行平均值计算。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100896645A CN103179660A (zh) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | 基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100896645A CN103179660A (zh) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | 基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103179660A true CN103179660A (zh) | 2013-06-26 |
Family
ID=48639215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013100896645A Pending CN103179660A (zh) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | 基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103179660A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106961659A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-07-18 | 浙江成功软件开发有限公司 | 一种类指纹的蓝牙定位方法 |
| CN108254719A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-06 | 杭州电子科技大学 | 一种适用于电磁频谱监测系统的信号源定位方法 |
| CN109525944A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-26 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 管廊人员定位方法及系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101051079A (zh) * | 2007-04-29 | 2007-10-10 | 金纯� | 蓝牙井下无线定位系统 |
| US20110039495A1 (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Sony Corporation | Communication control method, communication device, and program |
| CN102098782A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-06-15 | 无锡智感星际科技有限公司 | 一种基于调频广播的终端定位方法及专用定位装置 |
-
2013
- 2013-03-19 CN CN2013100896645A patent/CN103179660A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101051079A (zh) * | 2007-04-29 | 2007-10-10 | 金纯� | 蓝牙井下无线定位系统 |
| US20110039495A1 (en) * | 2009-08-12 | 2011-02-17 | Sony Corporation | Communication control method, communication device, and program |
| CN102098782A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-06-15 | 无锡智感星际科技有限公司 | 一种基于调频广播的终端定位方法及专用定位装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106961659A (zh) * | 2017-03-16 | 2017-07-18 | 浙江成功软件开发有限公司 | 一种类指纹的蓝牙定位方法 |
| CN108254719A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-07-06 | 杭州电子科技大学 | 一种适用于电磁频谱监测系统的信号源定位方法 |
| CN108254719B (zh) * | 2017-12-19 | 2020-05-12 | 杭州电子科技大学 | 一种适用于电磁频谱监测系统的信号源定位方法 |
| CN109525944A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-26 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 管廊人员定位方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110856106B (zh) | 基于uwb和气压计的室内高精度三维定位方法 | |
| Wang et al. | A novel ranging method based on RSSI | |
| Shi | A new weighted centroid localization algorithm based on RSSI | |
| Bakkali et al. | Kalman filter-based localization for Internet of Things LoRaWAN™ end points | |
| CN103813448A (zh) | 一种基于rssi的室内定位方法 | |
| CN102685887B (zh) | 一种无线传感网络中节点定位的方法、装置及系统 | |
| CN113794991B (zh) | 一种基于UWB和LoRa的单基站无线定位系统 | |
| CN106793078B (zh) | 基于rssi修正值双重定位的蓝牙室内定位方法 | |
| CN105353351A (zh) | 一种基于多信标到达时间差改进型定位方法 | |
| CN104053234A (zh) | 一种基于rssi的坐标误差补偿定位系统和方法 | |
| Javaid et al. | RSSI based node localization using trilateration in wireless sensor network | |
| CN202856993U (zh) | 一种用于煤矿井下的无线传感器基站及安全监控系统 | |
| CN103179660A (zh) | 基于ZigBee的终端节点定位装置及其定位方法 | |
| CN102573055B (zh) | 一种无线传感网络中的节点定位方法及系统 | |
| CN103630876A (zh) | 基于RSSI的ZigBee节点定位方法 | |
| AU2014235292A1 (en) | Techniques to improve the performance of a fixed, timing-based radio positioning network using external assistance information | |
| CN104955148B (zh) | 一种利用电磁波对称传播特性的无线传感网络定位方法 | |
| CN104036136B (zh) | 一种基于rssi的近距离精确定位方法 | |
| Zhang et al. | Three-dimensional localization algorithm for WSN nodes based on RSSI-TOA and LSSVR method | |
| CN103487784B (zh) | 一种基于信号到达时间的定位方法 | |
| CN106612543B (zh) | 一种室内定位自适应采样方法和装置 | |
| CN104113911A (zh) | 基于mle和ukf组合的wsn节点定位方法 | |
| Zhou et al. | Positioning algorithm of UWB based on TDOA technology in indoor environment | |
| CN110381580B (zh) | 一种基于比例优化的WiFi定位方法 | |
| CN102164406A (zh) | 用于无线传感器节点定位的非视距路径鉴别装置及其工作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130626 |