[發明專利]一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法和系統

有效

• 申請號: 201510890765.1
• 申請日: 2015-12-07
• 公開（公告）號: CN105517149B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 周國富;李沛洋;李光耀;劉先明;王利;易子川
• 申請（專利權）人: 深圳市國華光電研究院;深圳市國華光電科技有限公司;華南師范大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

1.一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法，包括：

定位裝置發送Zigbee網絡聯入申請信號，Zigbee網絡聯入申請信號包括定位裝置ID和聯網指令；

定位參考裝置接收定位裝置的Zigbee網絡聯入申請信號，并返回Zigbee網絡準入信號；

定位裝置確認Zigbee網絡準入信號，并發射用于測量距離的測距信號；

定位參考裝置接收到測距信號之后，記錄信號強度值(RSSI值)并返回定位信號；

定位裝置接收定位信號并啟動定位模塊計算自己的位置坐標，其步驟包括：

A、從接收到的信號強度值(RSSI值)中選取數值最大的三個，記錄其所代表的定位參考裝置的位置坐標；

B、根據參數文件的距離關系表和位置算法，求出定位裝置的初始位置坐標；

C、根據已得出的初始位置坐標，選取一個位置臨近的定位修正裝置，使其發射測距信號，并接收周圍定位參考裝置返回的定位信號；

定位修正裝置解析返回的定位信號，通過定位模塊計算出位置坐標；

將定位模塊計算出的位置坐標和定位修正裝置的實際坐標比較，得到位置坐標誤差量；

初始位置坐標與位置坐標誤差量相加，得到位置坐標，即修正過的定位裝置的位置坐標。

2.根據權利要求1所述的一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法，其特征在于，所述信號的通信過程使用Zigbee技術。

3.根據權利要求1所述的一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法，其特征在于，所述的Zigbee網絡包括：

定位參考裝置組，由數個定位參考裝置組成，其中，定位參考裝置用于提供自身的位置坐標信息并測量定位裝置發射的測距信號的信號強度值(RSSI值)；

定位修正裝置組，由數個定位修正裝置組成，其中，定位修正裝置用于發射測距信號、接收定位參考裝置返回的定位信號并啟動定位模塊計算自己的位置坐標。

4.根據權利要求1所述的一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法，其特征在于，所述的定位信號包括定位參考裝置測量到的信號強度值(RSSI值)和定位參考裝置的位置坐標信息。

5.根據權利要求1所述的一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法，其特征在于，所述的定位模塊在計算自己與定位參考裝置的距離之前，還包括加載參數文件，參數文件包括定位參考裝置和定位修正裝置的位置坐標的信息，信號強度值(RSSI值)與定位參考裝置的距離關系表和位置算法。

6.根據權利要求5所述的一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法，其特征在于，所述的位置算法：

設定定位裝置的位置坐標為(x0,y0)；

三個定位參考裝置的位置坐標為(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)；

由所述信號強度值(RSSI值)與定位參考裝置的距離關系表得到的定位裝置到三個定位參考裝置的距離d1,d2,d3；

定位參考裝置和定位裝置的位置關系為：

(x1-x0)²+(y1-y0)²＝d1²；

(x2-x0)²+(y2-y0)²＝d2²；

(x3-x0)²+(y3-y0)²＝d3²。

7.根據權利要求1所述的一種基于RSSI和Zigbee技術的定位方法，其特征在于，所述步驟B還包括信號強度值(RSSI值)的優化：

在5秒鐘內通過重復采樣，對采樣的信號強度值(RSSI值)求平均值，算出平均值的位置坐標(X4,Y4)；

在5秒鐘內通過重復采樣，對采樣的信號強度值(RSSI值)進行位置計算，根據正態分布原理剔除誤差較大的點后計算位置坐標的平均值(X5,Y5)；

求以上兩步的平均值，即初始位置坐標為X＝(X5+X4)/2，Y＝(Y4+Y5)/2。

8.一種基于RSSI和Zigbee技術的定位系統，其特征在于，包括：

定位啟動模塊，配置為使定位裝置發送Zigbee網絡聯入申請信號，Zigbee網絡聯入申請信號包括定位裝置ID和聯網指令；

定位參考模塊，配置為使定位參考裝置接收定位裝置的Zigbee網絡聯入申請信號，并返回Zigbee網絡準入信號；

定位發射模塊，配置為使定位裝置確認Zigbee網絡準入信號，并發射用于測量距離的測距信號；

定位參考處理模塊，配置為使定位參考裝置接收到測距信號之后，記錄信號強度值(RSSI值)并返回定位信號；

定位處理模塊，配置為使定位裝置接收定位信號并啟動定位模塊計算自己的位置坐標。