万方数据
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一种用于室内人员定位的RSSI定位算法
作者：石为人， 熊志广， 许磊， SHI Wei-ren， XIONG Zhi-guang， XU Lei
作者单位：重庆大学,自动化学院,重庆,400044
刊名：
计算机工程与应用
英文刊名：COMPUTER ENGINEERING AND APPLICATIONS
年，卷(期)：2010，46(17)
被引用次数：0次
参考文献(11条)
1.He T.Huang C.Blum B M Range-free localization schemes in large scale sensor networks 2003
2.Rudafshani M.Datta S Localization in wireless sensor networks 2007
3.Yedavalli K.Krishnamachari B.Ravula S Ecolocation:A technique for rf based localization in wireless sensor networks 2005
4.He T.Huang C.Blum B M Range free localization schemes for large scale sensor networks 2003
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2000(5)
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7.Cho H.Kang M.Perk J Performance analysis of location estimation algorithm in ZigBee networks using received signal strength 2007
8.Whitehonse K The design of Calamari:An Ad hoc localization system for sensor networks 2002
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10.Klingbeil L.Wark T A wireless sensor network for real-time indoor localization and motion monitoring 2008
11.Bahl P.Padmanabhan V N RADAR:An in-buildlng RF-based user location and tracking system 2000
相似文献(10条)
1.期刊论文高明.吉祥.刘宇.吕宏.GAO Ming.JI Xiang.LIU Yu.L(U) Hong ZigBee技术在室内定位中的应用-西安
工业大学学报2010,30(1)
为了完成短距离室内定位问题,提出了一种利用ZigBee技术的解决方案.通过对无线电传播路径损耗模型的分析,给出了一种基于接受信号强度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI)的节点定位算法.以三边定位算法为基础,对得出的解加权平均以达到优化定位结果的作用.实验研究表明,在一定的通讯距离之内,可实现在扩大定位范围的同时提高定位精度.现场实验中最佳定位控制精度可达到0.5 m.
2.学位论文申兴发基于无线传感器网络的分布式定位跟踪系统2007
作为一种新兴的IT热点技术，无线传感器网络在军事与民用诸多领域有着广阔的应用前景。目标跟踪是它最具代表性和挑战性的应用。目标跟踪的极端复杂性与无线传感器网络节点能力相对不足形成矛盾。分布式是无线传感器网络的本质特征，也是解决这对矛盾的有力武器。通过邻域节点间的协同工作，克服单个节点的能力不足，从而满足目标跟踪的应用需求。本学位论文研究无线传感器网络目标跟踪的基本理论、关键技术与系统实现。
首先，鉴于网络覆盖是目标跟踪的重要前提，本文研究任意给定节点分布下的网络覆盖质量度量方法，特别是面向目标跟踪的“路径曝光”度量方法。提出了面向区域覆盖的Grid Scan算法，并将之扩展到栅栏覆盖。进一步，分别针对区域覆盖与栅栏覆盖，提出旨在改善网络覆盖质量的贪婪式节点再部署方法。
本文按照测距、定位、跟踪依次递进的逻辑展开目标跟踪研究。在分析现有声音测距方法误差来源的基础上，提出基于声源端时延消除与频率检测的两种测距方法：SDE-FD-TDoA与SDE-ToA<'2>，其中前者基于单向TDoA，后者基于双向ToA平均。前者的准确度较高，而后者无需节点间时间同步。虽然基于测距的定位方法有定位精度高、定位算法简单等特点，但是它在可扩展性、硬件成本、方向性等方面存在不足，因此本文继续研究了基于射频信号的免测距定位方法，提出基于射频信号强度与连接性的加权质心定位方法W-Centroid，它具有简单易行、扩展性好、硬件成本低等优点，且定位精度可以接受。
接着，着眼于室外环境，提出基于射频信号的分布式目标跟踪系统Nemo-Track。随着目标的移动，目标附近的节点通过首领选举，自发地形成动态跟踪组，负责目标的定位；而远离目标的节点进入休眠状态，从而有效地延长网络寿命。首领节点运行着微数据库用于存储与管理成员节点汇报的数据，此数据库具有较高的时间效率与空间效率，适用于应对多成员节点同时向首领汇报引起的“汇报风暴”问题。基于节点的汇报数据，首领节点进行数据聚合，即使用加权质心定位算法进行目标位置估计，有效降低网络中的数据传输量。为了将首领节点的位置估计可靠地传输到基站，设计了基于最小代价树和本地父节点切换的可靠多跳路由协议。基于初始位置估计，基站使用Kalman滤波器滤去噪声，获得平滑的目标轨迹。NemoTrack具有可扩展性好、无需额外硬件、低能耗设计等特点。最后，着眼于室内环境，提出基于射频信号的分布式室内定位系统iN-emo。系统具有分层定位的特点，提供房间
级区分与隔间级定位两层次精度。系统通过邻居参考节点间的交互，自动建立本地的信号强度地图，与传统室内定位系统相比，iNemo系统无需繁琐的人工信号预收集过程。基于射频信号强度的波动幅度，提出用于表征定位结果可信度的定位置信指标PCI，为用户提供除定位误差值之外更多的定位信息。 对于以上4部分内容，除第1部分是在Matlab平台上进行仿真验证外，其余3部分均在通用的Mica2节点实物上进行了实验验证，并给出了相应的性能分析。
3.期刊论文赵军.李鸿斌.王智.ZHAO Jun.LI Hong-bin.WANG Zhi无线网络室内定位系统研究-信息与控制
2008,37(4)
分析了无线网络室内定位系统的基本模型及主要问题和难点,并从不同角度提出多个分类标准.随后详细介绍了多个典型无线室内定位系统的实现方法,并分析其优劣点.最后指出商业推广需要进一步完成的工作及未来的研究方向.
4.期刊论文刘玉宏.王耀宽.LIU Yu-hong.WANG Yao-kuan一种无线传感器网络室内定位系统的改进方案-计算机
工程与应用2008,44(25)
在无中心构架的无线传感器网络室内定位系统中,参考节点间的信号相互之间存在的干扰和冲突成为影响定位精度的重要因素之一.文中根据随机延迟时间与参考节点数量及射频发射特点之间的关系,改进了可以减少射频信号冲突的随机延迟方法.另外.设计了参考节点间的监听并加权递减的方法,有效地减少了邻居节点间超声波在同一覆盖区出现严重干扰的现象.同时,为了提高待测节点的位置计算精度,设计了合理的距离信息选择算法.
5.学位论文张福文基于IEEE802.15.4和超声波传感器的定位系统2009
尽管无线传感器网络的测距系统近年来已经被广泛研究，然而已有的研究成果对于实验的可能性并没有进行深入探讨。实验可能性的缺乏，即使是有很好的仿真数据，研究无线定位等问题在现实条件下都会变得受限，甚至是不可能。比如在实验平台上用声音强度和无线电信号强度的方式，根据它们各自的强度-距离方程得出距离数据，如果要得到准确的距离，必须要做很多误差处理算法，严重影响着开发进度。本课题基于超声波模块
（SRF08）测距提出了一种全新的室内定位手段与控制策略。所提出的方法可以根据现代编程方法和现代硬件设备来实现，可以实现对目标的跟踪，比如能够实现对机器人运行轨迹的测定和控制。本课题所提出的测距方法能够在稳定的动态控制过程中可靠运行，并能够采集到准确的数据，可实现上位机和下位机的双向通信。
本课题中，基于超声波的测距方法使得大量的应用成为可能，我们可以升级它为无线定位系统，成为安防系统，医疗检测系统等等。在无线节点变多的情况下，网络的规模会相应的增大，相关的路由算法会变得越来越复杂，越来越有挑战性。从这种意义上而言，我们提出的基于超声波的测距方法对于时间及能量的节约在实际应用中有着极其重要的意义。这为真正的实现家庭自动化的发展提供了强有力的支持。
本课题研究了基于IEEE802．15．4和超声波传感器的定位系统，给出了实验软硬件平台，良好的人机界面并将扩展卡尔曼滤波算法运用到系统的状态数据估计上，其应用解决了无线传感器在室内定位中的核心问题，为以后扩展系统升级为智能家居通信，安防等应用确定了方向。
本课题首先从超声波模块，TinyOS，MicaZ，LabVIEW连接成为可实现的系统入手，进而过渡到研究上位机编程，最后深入对室内定位估计问题即扩展卡尔曼滤波算法的研究。除了理论分析，本课题也包含了仿真研究以验证所提方法的有效性。
6.期刊论文韩霜.罗海勇.陈颖.丁玉珍.HAN Shuang.LUO Haiyong.CHEN Ying.DING Yuzhen基于TDOA的超声波室内
定位系统的设计与实现-传感技术学报2010,23(3)
设计并实现了一种基于射频与超声波信号到达时间差的高精度室内定位系统,用于无线传感器网络中节点的定位和跟踪.系统中位置固定的信标节点周期性同步发射射频信号与超声波脉冲,待定位的移动节点测量接收到的射频和超声波信号的到达时间差,并将此数据采用分时的方式发送至中心控制主机.中心控制主机应用实验中得出的时间补偿参数,计算移动节点与信标节点之间的距离,最后采用极大似然估计算法实现目标的定位.实验结果表明,该系统的平均定位误差在10 cm以内,具有较高的定位精度.
7.学位论文康昕昀环绕智能环境下的室内定位技术研究2009
环绕智能被誉为是下一代的信息革命，将极大地改变人们的生活方式。环绕智能系统为了实现自动向用户提供服务的目的，就必须要获取服务对象当前的位置信息。因此如何获取对象的准确位置成为了一个重要的研究课题。在室外环境中，GPS和蜂窝网络无线定位已能够满足人们的要求。但是由于种种原因，它们都无法在室内环境中给出足够精度的位置信息。本课题主要讨论环绕智能环境中的室内定位问题，研究提高室内定位精度的混合定位系统。并研究了数据融合技术及位置服务框架在环绕智能定位系统中的应用。
论文首先介绍了环绕智能的概念、研究现状、发展趋势，无线传感器网络定位的相关概念、技术、算法和室内无线通信信道特征，数据融合技术的作用和分类。并阐述了室内定位在环绕智能研究领域的意义和它的研究现状、研究方向。
其次，论文提出了一种环绕智能环境定位系统的体系结构方案。该方案包括以下三个部分：使用TDOA和AOA定位算法相结合的混合定位系统，该系统具有较高的定位精度；对定位信息进行数据融合的系统模型，用于对定位信息进行提炼，从而优化定位效果：基于定位信息的位置服务系统，依据用户的定位信息向用户提供服务。
之后，在MATLAB7.0上进行了对混合定位子系统定位精度的仿真测试，证明了混合定位算法的优越性能，能够满足环绕智能系统的要求。
最后，展望了环绕智能室内定位技术的发展前景以及今后需要进一步研究的方向。
8.期刊论文杨东勇.顾东袁.傅晓婕.YANG Dong-yong.GU Dong-yuan.FU Xiao-jie一种基于RSSI相似度的室内定位
算法-传感技术学报2009,22(2)
无线传感器网络中节点的位置信息在很多应用中具有重要意义.本文研究了实际环境中节点的RSSI特性,为提高无线传感器节点定位的精度,提出了无线传感器节点在空间环境上的RSSI相似度概念,采用RSSI相似度作为权重因子,改进了加权质心算法.实验结果表明.改进后的算法具有更小的平均定位误差、更强的环境干扰鲁棒性.
9.会议论文张帆.李文锋.雷斌Mute:一种低成本、高精度的室内超声波定位传感器节点2007
在比较分析国内外室内定位系统的基础上,本文介绍了一种模块化低成本、高精度的室内超声波定位传感器节点。超声波定位传感器节点设计成多个模块,例如无线传输、控制、传感器、算法计算。这种模块化的设计不仅加快了开发速度,而且部分模块可以方便其它应用。通过基于传感器触发事件,事件产生消息,系统后台服务处理消息的模型,保证了信号被捕获的实时性。这种节点设计可以用来对无线传感器网络环境下的移动机器人定位跟踪,也可以用于远程感应和设备监测等方面。
10.学位论文赵军基于射频信号强度的零配置室内定位系统2007
无线传感器网络综合传感器、嵌入式计算技术，通过无线通信实现自组织，形成分布式自治网络，已成为国内外信息技术领域的研究焦点。以数据为中心的传感器网络只有把数据与位置信息分别对应上，才能达到信息世界到物理世界逆映射，实现信息与实体的交互。定位技术是无线传感器网络的关键支撑技术之一，对覆盖部署、拓扑控制、路由通信和目标跟踪等影响甚大，贯穿了无线传感器网络各个环节的技术研究。
室内是与人类生活生产关系最密切的场合，室内位置服务存在大量应用需求；但室内信号影响因素多，特性复杂，室内定位技术是近年研究的难点和热点。本文针对室内信号复杂特性，查阅整理了室内无线传播特性相关文献，分析了多个典型系统设计思想和优缺点，在此基础上提出并设计了基于无线传感器网络信号强度差异的零配置室内定位系统。
通过大量室内外实验，对比总结了室内信号特点，提出了一种基于信号强度差异的零配置、环境自适应、分布式定位算法iNemo。算法匹配比较目标信号和信标信号，计算信号差异，再取匹配差异的负指数函数作为加权系数，采用加权质心估计目标位置。
完成了基于异构层次网络的实验系统的总体设计，初步实现了系统底层网络节点组管理机制和基站GUI及数据处理等工作。提出应用组管理策略对网络节点进行协调，建立组的构建、维护机制，并考虑各种可能异常，分别给出解决方案。
在无线传感器节点上实现该算法，并于多个室内场景对算法性能进行了分析评估。结果表明采用该系统能够在100m<'2>定位区域内仅利用4个信标点
实现平均误差2m，90％定位结果误差在3m以内的定位精度；且算法在多个不同室内环境都能保持较好的定位精度，具备一定环境适应性。系统部署简单，无须信号地图人工配置，特别适于医疗监护等应用。
本文链接：https://www.doczj.com/doc/8113768453.html,/Periodical_jsjgcyyy201017066.aspx
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下载时间：2010年11月30日