一种基于指纹数据的无线传感器网络的室内定位方法

摘要

本发明公开了一种基于指纹数据的无线传感器网络的室内定位方法。该方法在二维室内平面图的每个房间中部署M个锚节点，锚节点具有优先识别范围，盲节点位于任意定位区域内，所有节点自组织形成一个无线传感器网络；盲节点发起定位过程，首先根据各个房间内锚节点采集的盲节点信号强度值确定所在的房间号，实现房间级别的定位，然后接收所在房间内锚节点信息，记录所在位置的信号强度指纹数据，利用指纹数据计算盲节点的坐标值，并进行修正，实现坐标级别的定位。本发明采用的信号强度指纹数据具有实时性和环境适应性，可实现房间级别和坐标级别的定位应用，相比传统的指纹数据库技术更简单，操作容易，定位准确性高，能满足室内定位的需求。

主权项

一种基于指纹数据的无线传感器网络的室内定位方法，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)在二维建筑平面图的每个房间中，布置M个已知房间号和坐标的锚节点，每个锚节点的通信范围都能覆盖所在房间区域，M个锚节点分为1个主锚节点和M‑1个辅助锚节点，主锚节点位于房间中间，辅助锚节点位于房间四周，M个锚节点都具有优先识别范围，通过设定一个信号强度的优先定位阈值RS来实现，所有房间的锚节点相互连通，形成一个WSN网络，未知房间号和坐标的盲节点，位于房间的任意定位区域内，其中M为整数，且M至少为5；步骤(2)盲节点发起定位请求过程，多次广播房间定位信息，处于盲节点一跳通信范围内的锚节点采集每次发送的房间定位信息的接收信号强度RSSI，计算多次采集的房间定位信息RSSI的平均值并发送给盲节点，盲节点估算所在的房间号，实现房间级别的定位；盲节点接收锚节点返回的房间定位信息RSSI平均值，根据主锚节点是否发挥功能，盲节点判断房间号的规则如下：a、当主锚节点返回的房间定位信息RSSI平均值大于或等于该主锚节点优先定位阈值RS时，采用主锚节点优先定位策略：认为盲节点离该主锚节点很近，盲节点房间号与主锚节点所在的房间号相同，房间级别定位结束；b、当主锚节点返回的房间定位信息RSSI值小于该主锚节点优先定位阈值RS时，采用辅助锚节点定位策略：主锚节点失去优先定位功能，功能与辅助锚节点相同，计算各个房间内锚节点返回的房间定位信息RSSI平均值的统计平均AS，选择所述AS值最大的房间号作为盲节点房间号，房间级别定位结束步骤(3)盲节点在确定所在房间号以后，只接收该房间内锚节点发送的信息，锚节点周期性的发送坐标定位信息，盲节点和锚节点都收集所在房间内各个锚节点发送的坐标定位信息的RSSI，这些RSSI构成了所在位置处的信号强度指纹数据，盲节点根据观察到的信号强度指纹数据和房间内锚节点观察到的信号强度指纹数据，利用加权质心算法计算坐标值，实现坐标级别的定位。