CN115119250B - 一种无线mesh网络节点距离的测量方法、WIFI设备及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线mesh网络节点距离的测量方法、WIFI设备及系统，其中方法包括步骤如下：根据接收到第二节点以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧、与测量到的信号强度值R；在确认完成第二测距公式校准后，根据第二测距公式计算与第二节点之间的距离；所述的第一探测帧包括第二节点的当前发射功率值S、节点标识。本发明通过校准，在不使用其他测试仪器的情况下，提高了基于接收信号强度计算节点距离的精确度，同时以广播方式占用少量网络开销，实现两个节点距离实时测量，快速检测节点间距离的变化情况，为网络优化提供参考依据。

Description

一种无线mesh网络节点距离的测量方法、WIFI设备及系统

技术领域

本发明涉及无线通信网络技术领域，更具体的，涉及一种无线mesh网络节点距离的测量方法、WIFI设备及系统。

背景技术

近年来，mesh组网功能在家庭和工业场景得到广泛的应用。它是多台无线路由器之间自动组成统一的无线接入网络，实现无线信号大范围无缝覆盖的通信技术。此项技术大大降低了组网难度，提升了无线网络的接入质量。在mesh网络中，掌握各节点之间的位置关系信息对网络信号优化、终端漫游控制等有重要的意义。

目前，mesh网络节点位置信息的获取主要有两种途径：

1)各节点上使用GPS、北斗等全球定位系统接口，获取精确的位置信息，并通过通信协议将位置信息汇总到网络控制器上。优点是精度高，缺点是成本增加，在特定场合，全球定位系统无法连接。

2)基于对其他节点信号强度的测量，运用信号强度与传输距离的物理关系，估算节点间的距离。优点是实现简单，基本不需额外硬件投入，缺点是精度低，受外界影响大。

发明内容

本发明为了解决以上现有技术存在的不足与缺陷的问题，提供了一种低开销、高实时性、降低偏差的无线mesh网络节点距离的测量方法、WIFI设备及系统，可以更高效、更准确地获取mesh网络中节点之间的位置关系，为优化网络质量提供支持。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：

一种无线mesh网络节点距离的测量方法，所述的方法包括步骤如下：

接收到第二节点以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧、与测量到的信号强度值R；

在确认完成第二测距公式校准后，根据第二测距公式计算与第二节点之间的距离；所述的第一探测帧包括第二节点的发射功率值S、节点标识；

所述的第二测距公式如下：

lgD＝C*(lg(S-β)-lgR)+C*lgɑ (3)

其中，D表示到第二节点的距离；C表示环境常数，通过经验值或测量获得；R表示测量到的信号强度值；ɑ为信号衰减系数；β为信号偏置阈值。

优选地，当接收到第一探测帧之后，判断是否进入校准流程；

若否，则直接计算出与信号第二节点之间的距离；

若是，则进入校准流程。

进一步地，所述的校准流程如下：

S101：将与第二节点之间的距离保持为D1不变时，接收第二节点至少两次随机调整的发射功率值、及信号强度值，求出β值；

S102：将与第二节点之间的距离保持为1米，此时，根据接收到的信号强度值、及第二节点的发射功率值，结合公式(3)和β值，求出ɑ值；

S103：将与第二节点之间的距离保持为D2米，此时，根据接收到的信号强度值、及第二节点的发射功率值，结合公式(3)、β值、ɑ值，求出C值，其中D2≠1。

进一步地，判断进入校准流程的条件是：第一次与第二节点进行测距计算，或响应用户请求启动校准流程。

优选地，在接收到第一探测帧之后，以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第二探测帧；

所述的第二探测帧携带本节点标识、当前发射功率值、以及本节点接收到其它节点的标识号、当前发射功率值、及信号强度值，实现各节点之间的测量信息的交换；

所述的第一探测帧还包括第二节点接收到其他节点的节点标识、当前发射功率值、信号强度值。

优选地，所述的第二测距根据以信号强度为基础的第一测距公式，通过一次线性模型进行近拟距信号第二节点1米处的信号强度值A与第二节点的发射功率值S的关系得到，所述的第一测距公式表达式如下：

lgD＝C*(lgA-lgR)。 (1)

优选地，距信号第二节点1米处的信号强度值A与第二节点的发射功率值S的关系，用一次线性模型进行近拟：

A＝ɑ*(S-β) (2)

将公式(2)代入公式(1)得到第二测距公式。

一种WIFI设备，所述的WIFI设备包括探测帧接收模块、距离计算模块；

所述的探测帧接收模块，用于接收第二WIFI设备以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧，并测量第一探测帧的信号强度值A；

所述的距离计算模块，用于根据接收到的第一探测帧、与测量到的信号强度值，输入完成校准后的第二测距公式，计算WIFI设备与第二WIFI设备之间的距离。

优选地，所述的WIFI设备还包括探测帧发送模块、发射功率调整模块、节点管理模块；

所述的发射功率调整模块，随机生成发射功率变化周期，在一定范围内逐步调整发射功率值，用于控制探测帧发送模块的发射功率；

所述的节点管理模块，记录探测帧接收模块接收到其他WIFI设备发送的第三探测帧，并控制距离计算模块的计算；

所述的探测帧发送模块，从发射功率调整模块获取当前发射功率值S_a，与WIFI设备的标识号组成第一信息字段；将从节点管理模块获取第三探测帧的信息组成第二信息字段；将第一信息字段和第二信息字段添加到第二探测帧中，以发射功率值为S_a周期性地向无线网络广播第二探测帧。

一种系统，包括若干个所述的WIFI设备，若干个所述的WIFI设备组成无线mesh网络；

各个所述的WIFI设备执行所述的无线mesh网络节点距离的测量方法进行测距。

本发明的有益效果如下：

本发明基于信号强度测量方式，进行mesh网络节点之间距离的测量。与现有方法不同的是：1)探测信号的发射功率在一定范围内周期变化，多次动态测量以消除偏差，提高精确度；2)优化传统以信号强度为基础的测距公式，充分考虑环境常数、信号衰减系数、信号偏置阈值的影响因素，有效的提高测距的可靠性和精度。

本发明通过校准，在不使用其他测试仪器的情况下，提高了基于接收信号强度计算节点距离的精确度，同时以广播方式占用少量网络开销，实现两个节点距离实时测量，快速检测节点间距离的变化情况，为网络优化提供参考依据。

附图说明

图1是本发明所述的无线mesh网络节点距离的测量方法的流程图。

图2是本发明所述的校准流程图。

图3是本发明所述的校准示意图。

图4是本发明所述的WIFI设备的系统框图。

图5是本发明所述的第一WIFI设备与第二WIFI设备的交互示意图。

图6是本发明所述的RT1与RT2路由器的交互示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。

实施例1

本实施例以无线mesh网络中任意两个节点为例，计算两个节点之间的距离，将两个节点分别称为第一节点、第二节点，具体如下：

如图1所示，一种无线mesh网络节点距离的测量方法，所述的方法包括步骤如下：

第一节点接收到第二节点以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧、与测量到的信号强度值R；

在确认完成第二测距公式校准后，根据第二测距公式计算第一节点与第二节点之间的距离；所述的第一探测帧包括第二节点的发射功率值S、节点标识；

所述的第二测距公式如下：

lgD＝C*(lg(S-β)-lgR)+C*lgɑ (3)

其中，D表示第一节点到第二节点的距离；C表示环境常数，通过经验值或测量获得；R表示第一节点测量到的信号强度值；ɑ为信号衰减系数；β为信号偏置阈值。

本实施例所述的第一节点在接收到第二节点以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧、与测量到的信号强度值R；在确认完成第二测距公式校准后，直接根据第二测距公式计算第一节点与第二节点之间的距离。本实施例基于信号强度测量方式，进行mesh网络节点之间距离的测量。与现有方法不同的是：1)探测信号的发射功率在一定范围内周期变化，多次动态测量以消除偏差，提高精确度；2)优化传统以信号强度为基础的测距公式，充分考虑环境常数、信号衰减系数、信号偏置阈值的影响因素，有效的提高测距的可靠性和精度。

本实施例所述的校准即可以通过计算并确定所述的第二测距公式的系数，从而获取信号强度与距离的关系，能更准确地计算两个节点之间的距离。同时以广播方式占用少量网络开销，实现两个节点距离实时测量，快速检测节点间距离的变化情况，为网络优化提供参考依据。

本实施例利用随机生成发射功率变化周期是为避免两个节点周期相同，这时可能会出现第一节点用某发射功率S1发射时，第二节点接收后用发射功率S2发射，S2如果太弱，第一节点是接收不到的，周期相同，意味着，每次第一节点用S1发射时，第二节点正好用发射功率S2发射，S2太弱，第一节点一直收不到S1对应的反馈。如果周期不同，则每次第一节点用S1发射时，第二节点的发射功率是不同的，有一定的概率使用更高的发射功率发射，那第一节点就能收到反馈。通过多次操作，第一节点有一定概率能收到第二节点的反馈，只要收到一次，就可以进行计算。

在一个具体的实施例中，当第一节点接收到第一探测帧之后，判断是否进入校准流程；

若否，则直接计算出第一节点与第二节点之间的距离；

若是，则进入校准流程。如图2、图3所示，本实施例所述的校准流程如下：

S101：将第一节点与第二节点之间的距离保持为D1不变时，第一节点接收第二节点至少两次随机调整的发射功率值、及信号强度值，求出β值；

本实施例当距离D1保持不变时，通过改变发射功率值，并测量相应的接收信号强度，可求出β值。例如两次发射功率分别为S₁和S₂，对应接收信号强度为R₁和R₂，由式(3)得：

lg(S₁-β)-lgR₁＝lg(S₂-β)-lgR₂

β＝(R₁S₂-R₂S₁)/(R₁-R₂) (4)

由于无线通信容易出现信息丢失，多次进行操作，本实施例可以通过多次随机改变第二节点的发射功率值、及接收对应的信号强度值，从而计算出多个β，利用多个β求出平均值作为最终的β，从而提高精度。

S102：将第一节点与第二节点之间的距离保持为1米，此时，第一节点根据接收到的信号强度值、及第二节点的发射功率值，结合公式(3)和β值，求出ɑ值；计算公式如下：

ɑ＝R/(S-β)。 (5)

S103：将第一节点与第二节点之间的距离保持为D2＝2米，此时，第一节点根据接收到的信号强度值、及第二节点的发射功率值，结合公式(3)、β值、ɑ值，求出C值，其中D2≠1，其中计算公式如下：

C＝lg2/lg(ɑ(S-β)/R)。 (6)

本实施例中，可以将第一节点到第二节点的距离保持为D1＝1米，第一节点可以接收第二节点至少两次随机调整的发射功率值、及信号强度值，可以同时求出β值和ɑ值，本实施例优选将步骤S101中的距离D1保持在1米，可以省略多余的步骤，本实施例将步骤S101中的距离D1保持在1米，同时求出β值和ɑ值的校准状态称为第一校准状态。

再通过步骤S103计算出C值(将步骤S103的校准状态称为第二校准状态)，即可以通过两次校准步骤便可全部计算出第二测距公式的系数，经过两步校准操作，获取信号强度与距离的关系，更准确地计算两个节点之间的距离。

本实施例也可以通过反复执行步骤S101～S103，多次测量，得到多个β值、ɑ值、C值，再通过求出平均值作为最终的系数值，从而有效的提高精度。

本实施例通过在两个固定距离上进行校准操作，自动测量确定信号强度与距离的计算公式系数，为准确测距提供基础。

在一个具体的实施例中，判断进入校准流程的条件是：第一节点第一次与第二节点进行测距计算，或响应用户请求启动校准流程。具体判断流程如下：

S201：判断第一节点是否第一次与第二节点进行测距计算，若是，则启动校准流程：若不是，则执行步骤S202：

S202：判断用户是否请求启动校准流程，若是，则启动校准流程，若不是，则执行步骤S203：

S203：直接根据第二测距公式计算第一节点与第二节点之间的距离。

本实施例通过判断流程，判断启动校准流程还是直接进行测距计算，当mesh网络所处的环境发生改变时，此时环境常数、信号衰减系数、信号偏置阈值可能存在改变，若此时继续按照原来的第二测距公式计算，可能存在一定的偏差，因此需要重新校准第二测距公式的系数，从而有效的保证精度，也能适用不用的环境。

当向mesh网络添加新的节点时，由于新的节点第一次与mesh网络中的其他节点进行测距计算，因此进入步骤S101～S103的校准流程进行校准，完成校准之后，将新的节点正常放置，处于正常工作状态，接收第二节点的第一探测帧，运用式(3)，计算出新的节点与第二节点间的距离。

在一个具体的实施例中，在第一节点接收到第一探测帧之后，第一节点同样也以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第二探测帧；

所述的第二探测帧携带第一节点的节点标识、当前发射功率值、以及第一节点接收到其它节点的节点标识、当前发射功率值、及信号强度值；实现各节点之间的测量信息的交换。

所述的第一探测帧还包括第二节点接收到其他节点的节点标识、当前发射功率值、信号强度值。

本实施例将节点标识、当前发射功率值组成第一信息字段，将接收到其他节点的信息包括节点标识、当前发射功率值、信号强度值组成第二信息字段，将第一信息字段、第二信息字段组成一个探测帧。根据接收到的探测帧中的标识号可以得到该标识号对应节点的当前发射功率值和测量到的信号强度值，由此可以进行相关的测距计算。本实施例中，将节点ID作为节点标识，也可以是MAC地址。

本实施例第一节点可以通过接收到的第一探测帧独立测量与第二节点或其他节点之间的距离，同时也通过以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第二探测帧，供第二节点独立测量与第一节点或其他节点的距离。

本实施例广播发射功率周期性变化的探测帧，既是测试信号，又携带了测量结果，降低探测的额外开销，提高测量的实时性。由于探测帧携带第一信息字段、第二信息字段，在测试信号强度的同时，传递测量结果，提高信息传递效率。

在一个具体的实施例中，以节点处于正常距离为例，若已经通过校准；

第一节点接收到第二节点广播的第一探测帧、测量到的信号强度，从第一探测帧中的第一信息字段获取第二节点的节点标识和发射功率值；从第一探测帧中的第二信息字段获取其他节点的节点标识、发射功率值、信号强度值。

第一节点根据第二测距公式直接测量出与第二节点的距离，或与其他节点的距离。

同时，获取自身的当前发射功率、自身节点的节点标识组成第一节点的第一信息字段；并获取接收到其他节点的节点标识、发射功率值、信号强度值组成第二信息字段，再由第一节点构成的第一信息字段和第二信息字段组成第二探测帧，以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第二探测帧。

第二节点接收到第一节点广播的第二探测帧，从第二探测帧中的第一信息字段获取第一节点的节点标识和发射功率值；从第二探测帧中的第二信息字段获取其他节点的节点标识、发射功率值、信号强度值。

第二节点根据第二测距公式直接测量出与第一节点的距离，或与其他节点的距离。

同时，获取自身的当前发射功率、自身节点的节点标识组成第二节点的第一信息字段；并获取接收到其他节点的节点标识、发射功率值、信号强度值组成第二信息字段，再由第二节点构成的第一信息字段和第二信息字段组成第一探测帧，以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧；周而复始，可以得到一系列的探测帧。

同理，在第一校准状态、第二校准状态的校准过程与上述交互过程相似。

在一个具体的实施例中，所述的第二测距根据以信号强度为基础的第一测距公式，通过一次线性模型进行近拟距信号第二节点1米处的信号强度值A与第二节点的发射功率值S的关系得到，所述的第一测距公式表达式如下：

lgD＝C*(lgA-lgR)。 (1)

假设S为节点设定的发射功率值，信号经过天线系统向空间发送；

本实施例，将距信号第二节点1米处的信号强度值A与第二节点的发射功率值S的关系，用一次线性模型进行近拟：

A＝ɑ*(S-β) (2)

将公式(2)代入公式(1)得到第二测距公式。

lgD＝C*(lg(ɑ*(S-β))-lgR)＝C*(lg(S-β)-lgR)+C*lgɑ (3)

实施例2

基于实施例1所述的无线mesh网络节点距离的测量方法，本实施例还提供了一种WIFI设备，如图4所示，所述的WIFI设备包括探测帧接收模块、距离计算模块；

所述的探测帧接收模块，用于接收第二WIFI设备以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧，并测量第一探测帧的信号强度值A；

所述的距离计算模块，用于根据接收到的第一探测帧、与测量到的信号强度值，输入完成校准后的第二测距公式，计算WIFI设备与第二WIFI设备之间的距离；所述的第二测距公式如下：

所述的第二测距公式如下：

lgD＝C*(lg(S-β)-lgR)+C*lgɑ (3)

其中，D表示第二节点到第一节点的距离；C表示环境常数，通过经验值或测量获得；R表示第一节点的信号强度值；ɑ为信号衰减系数；β为信号偏置阈值。

具体校准过程及判断进入校准过程在实施例1中有详细说明，在此不再详细累述。

在一个具体的实施例中，所述的WIFI设备还包括探测帧发送模块、发射功率调整模块、节点管理模块；

所述的发射功率调整模块，随机生成发射功率变化周期，在一定范围内逐步调整发射功率值，用于控制探测帧发送模块的发射功率。

所述的节点管理模块，记录探测帧接收模块接收到其他WIFI设备发送的第三探测帧，并控制距离计算模块的计算，具体通过节点管理模块判断是进入校准流程还是直接进行测距计算；

所述的探测帧发送模块，从发射功率调整模块获取当前发射功率值S_a，与WIFI设备的标识号组成第一信息字段；将从节点管理模块获取第三探测帧的信息组成第二信息字段；将第一信息字段和第二信息字段添加到第二探测帧中，以发射功率值为S_a周期性地向无线网络广播第二探测帧。

本实施例所述的WIFI设备可以是WIFI路由器，也可以是智能手机等携带WIFI的智能设备。

实施例3

基于实施例1和实施例2，本实施例还提供了一种系统，包括若干个所述的WIFI设备，若干个所述的WIFI设备组成无线mesh网络；

各个所述的WIFI设备执行所述的无线mesh网络节点距离的测量方法进行测距。

如图5所示，本实施例以无线mesh网络任意两个WIFI设备进行测距为例，将两个WIFI设备分别命名为第一WIFI设备、第二WIFI设备，具体如下：

S1：第一WIFI设备的探测帧发送模块从发射功率调整模块获取当前发射功率值S_a，与第一WIFI设备的标识号ID_a组成第一信息字段1a(ID_a，S_a)。从节点管理模块获取探测帧接收模块当前接收到的其他节点信息，包括节点标识号ID、探测帧发射功率值S、接收信号强度值R，组成第二信息字段2a([ID₁,S₁,R₁],[ID₂,S₂,R₂],......[ID_n,S_n,R_n])，其中n为节点数。将第一信息字段1a和第二信息字段2a添加到第二探测帧F_a中，使用发射功率S_a广播发送。

S2：第二WIFI设备探测帧接收模块接收到第二探测帧F_a，接收信号强度为R_ab，从第二探测帧F_a的第一信息字段1a中获得第一WIFI设备的标识号ID_a和发射功率值S_a，将(ID_a，S_a，R_ab)信息传递到节点管理模块。

S3：第二WIFI设备的探测帧发送模块从发射功率调整模块获取当前发射功率值S_b，与第二WIFI设备的标识号ID_b组成第一信息字段1b(ID_b，S_b)。从节点管理模块获取探测帧接收模块当前接收到的其他节点信息，包括节点标识号ID、探测帧发射功率值S、接收信号强度值R，组成第二信息字段2b([ID₁,S₁,R₁],[ID₂,S₂,R₂],......[ID_m,S_m,R_m])，其中m为节点数。将第一信息字段1b和第二信息字段2b添加到第一探测帧F_b中，使用发射功率S_b广播发送。

S4：第一WIFI设备探测帧接收模块接收到第一探测帧F_b，接收信号强度为R_ba，从第一探测帧F_b的第一信息字段1b中获得第二WIFI设备的标识号ID_b和发射功率值S_b，将(ID_b，S_b，R_ba)信息传递到节点管理模块。从第一探测帧F_b的第二信息字段2b中查找到ID值等于ID_a的信息块(ID_a，S_a，R_ab)，得到(S_a，R_ab)值。

S5：周期循环执行S1到S4，获取一系列(S_ai，R_abi)值，其中i为序号。

本实施例可以利用一系列(S_ai，R_abi)值求取平均值作为最终的值，有利于提高精确度。

如果第一WIFI设备与第二WIFI设备处于第一校准状态，则运用式(4)、(5)计算获取α、β值。如果第一WIFI设备与第二WIFI设备处于第二校准状态，运用式(6)计算C值。如果是正常状态，运用式(3)计算第一WIFI设备和第二WIFI设备之间的距离值D。

具体地，本实施例在Wi-Fi mesh路由器上实施本发明。以beacon帧作为探测帧，以AP热点的BSSID作为节点标识号，通过自定义扩展信息单元携带第一信息字段和第二信息字段的信息。

若在mesh网络中添加一个路由器，以两台Wi-Fi mesh路由器RT1和RT2为例，如图6所示，进行两次校准操作。

先将路由器RT1与路由器RT2之间的距离保持在1米，通过步骤S1～S4，获取一系列(S_rt2i，R_21i)值，其中i为序号。运用式(4)、(5)计算获取α、β值。

再将路由器RT1与路由器RT2之间的距离保持在2米，获取一系列(S_rt2i，R_21i)值，其中i为序号。利用计算得到的α、β值，运用式(6)计算C值。

当RT1和RT2之间基于beacon帧进行正常测距时，周期循环执行S1到S4，获取一系列(S_rt2i，R_21i)值，其中i为序号。利用计算得到的α、β和C，运用式(3)计算RT2和RT1之间的距离值D。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无线mesh网络节点距离的测量方法，其特征在于：所述的方法包括步骤如下：

接收到第二节点以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧、与测量到的信号强度值R；

在确认完成第二测距公式校准后，根据第二测距公式计算与第二节点之间的距离；所述的第一探测帧包括第二节点的当前发射功率值S、节点标识；

所述的第二测距公式如下：

lgD＝C*(lg(S-β)-lgR)+C*lgɑ (3)

其中，D表示到第二节点的距离；C表示环境常数，通过经验值或测量获得；R表示测量到的信号强度值；ɑ为信号衰减系数；β为信号偏置阈值；

当接收到第一探测帧之后，判断是否进入校准流程；

若否，则直接计算出与第二节点之间的距离；

若是，则进入校准流程；

所述的校准流程如下：

S101：将与第二节点之间的距离保持为D1不变时，接收第二节点至少两次随机调整发射功率值、及信号强度值，求出β值；

S102：将与第二节点之间的距离保持为1米，此时，根据接收到的信号强度值、及第二节点的发射功率值，结合公式(3)和β值，求出ɑ值；

S103：将与第二节点之间的距离保持为D2米，此时，根据接收到的信号强度值、及第二节点的发射功率值，结合公式(3)、β值、ɑ值，求出C值，其中D2≠1。

2.根据权利要求1所述的无线mesh网络节点距离的测量方法，其特征在于：判断进入校准流程的条件是：第一次与第二节点进行测距计算，或响应用户请求启动校准流程。

3.根据权利要求1所述的无线mesh网络节点距离的测量方法，其特征在于：在接收到第一探测帧之后，以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第二探测帧；

所述的第二探测帧携带本节点标识、当前发射功率值、以及本节点接收到其它节点的标识号、当前发射功率值、及信号强度值，实现各节点之间的测量信息的交换；

所述的第一探测帧还包括第二节点接收到的其他节点信息，包括节点标识、当前发射功率值、信号强度值。

4.根据权利要求1所述的无线mesh网络节点距离的测量方法，其特征在于：所述的第二测距公式根据以信号强度为基础的第一测距公式，通过一次线性模型进行近拟距信号第二节点1米处的信号强度值A与第二节点的发射功率值S的关系得到，所述的第一测距公式表达式如下：

lgD＝C*(lgA-lgR)。 (1)

5.根据权利要求4所述的无线mesh网络节点距离的测量方法，其特征在于：距信号第二节点1米处的信号强度值A与第二节点的发射功率值S的关系，用一次线性模型进行近拟：

A＝ɑ*(S-β) (2)

将公式(2)代入公式(1)得到第二测距公式。

6.一种基于权利要求1～5任一项所述的无线mesh网络节点距离的测量方法的WIFI设备，其特征在于：所述的WIFI设备包括探测帧接收模块、距离计算模块；

所述的探测帧接收模块，用于接收第二WIFI设备以随机生成发射功率变化周期的方式广播的第一探测帧，并测量第一探测帧的信号强度值A；

所述的距离计算模块，用于根据接收到的第一探测帧、与测量到的信号强度值，输入完成校准后的第二测距公式，计算WIFI设备与第二WIFI设备之间的距离。

7.根据权利要求6所述的WIFI设备，其特征在于：所述的WIFI设备还包括探测帧发送模块、发射功率调整模块、节点管理模块；

所述的发射功率调整模块，随机生成发射功率变化周期，在一定范围内逐步调整发射功率值，用于控制探测帧发送模块的发射功率；

所述的节点管理模块，记录探测帧接收模块接收到其他WIFI设备发送的第三探测帧，并控制距离计算模块的计算；

所述的探测帧发送模块，从发射功率调整模块获取当前发射功率值S_a，与WIFI设备的标识号组成第一信息字段；将从节点管理模块获取第三探测帧的信息组成第二信息字段；将第一信息字段和第二信息字段添加到第二探测帧中，以发射功率值为S_a周期性地向无线网络广播第二探测帧。

8.一种系统，其特征在于：包括若干个如权利要求7所述的WIFI设备，若干个所述的WIFI设备组成无线mesh网络；

各个所述的WIFI设备执行如权利要求1～7所述的无线mesh网络节点距离的测量方法进行测距。

Images