一种基于Zigbee技术的室内定位方法技术

本发明专利技术提供了一种基于Zigbee技术的室内定位方法和系统，包括：S1：判断待测节点属于哪个三角形区域的待测节点分区；S2：在每个三角形区域内迭代计算待测节点的坐标。本发明专利技术结合已有的质心算法与ABC算法无线定位算法，针对质心算法的特性定位精度高和ABC算法是定位成本低的特点提出了一种改进定位方法。这种方法可以在降低质心算法的成本的同时，控制ABC算法的定位精度在系统可接受范围内。

An indoor localization method based on Zigbee Technology

The present invention provides an indoor positioning method and system based on Zigbee technology including: S1: the measured node partition test nodes which belong to the triangle region; S2: in each triangular area in the iterative coordinate calculation of tested nodes. Combined with the existing centroid algorithm and ABC algorithm wireless positioning algorithm, an improved positioning method is proposed according to the characteristics of centroid algorithm and high positioning accuracy and low cost of ABC algorithm. This method can reduce the cost of centroid algorithm and control the positioning accuracy of ABC algorithm in the acceptable range of the system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Zigbee技术的室内定位方法
本专利技术涉及通讯
，特别是涉及一种基于Zigbee技术的室内定位方法。
技术介绍
在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题。最终定位物体当前所处的位置。除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波。ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。它介于RFID和蓝牙之间，可以通过传感器之间的相互协调通信进行设备的位置定位。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以ZigBee最显著的技术特点是它的低功耗和低成本。其主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于Zigbee技术的室内定位方法，包括：S1：判断待测节点属于哪个三角形区域的待测节点分区；S2：在每个三角形区域内迭代计算待测节点的坐标。进一步的，在所述的基于Zigbee技术的室内定位方法中，所述S1具体包括以下步骤：S11：判断所有待测节点是否都已添加，若有没有添加的，则该待测节点接收所有锚点广播的信标信号，直至全部添加完成；S12：依次计算待测节点与各锚点的连通度并从大到小排序；并选取前两个锚点做三角形的两个顶点；S13：判断第三个连通度与第四个连通度的大小，如不相等则选第三个锚点，如相等则选任意一个锚点；做三角形的第三个定点；S14：把待测节点按三角形区域分类加入到待测节点数组中。进一步的，在所述的基于Zigbee技术的室内定位方法中，在S14后还包括步骤：再次判断所有待测节点是否都添加完成，若都完成则结束。进一步的，在所述的基于Zigbee技术的室内定位方法中，所述S2具体包括以下步骤：S21：三角形区域内所有待测节点接收这个三角形三个锚点的信标信号，并计算连通度；S22：将所述连通度与阈值进行比对；当有多个待测节点满足阈值时则选取满足度最高的待测节点；当有相同待测节点满足阈值时则选取任意一个待测节点；当没有待测节点满足阈值时则选取满足度最高的待测节点；S23：当为有多个待测节点满足阈值或有相同待测节点满足阈值的情况时，采用质心算法计算待测节点的坐标；当为没有待测节点满足阈值时，采用三边法计算待测节点的坐标。S24：这个节点作为迭代的第一个节点，添加该待测节点到坐标已知数组，从待测节点数组中删除这个节点；S25：计算该三角形中其它待测节点与该第一个节点的跳数，并进行排序；S26：判断有无待测节点，如果有选跳数最小待测节点用极大似然法计算其坐标；将新计算出坐标的节点到坐标已知数组，从待测节点数组中删除这个节点；S27：再次判断有无待测节点，如果没有则完成所有待测节点迭代计算，进行结果显示。相应的，本专利技术还提供一种基于Zigbee技术的室内定位系统，包括：判断模块，用于判断待测节点属于哪个三角形区域的待测节点分区；待测节点坐标模块，用于在每个三角形区域内迭代计算待测节点的坐标。进一步的，在所述的基于Zigbee技术的室内定位系统中，所述判断模块包括：添加模块，用于判断所有待测节点是否都已添加，若有没有添加的，则该待测节点接收所有锚点广播的信标信号，直至全部添加完成；第一第二顶点模块，用于依次计算待测节点与各锚点的连通度并从大到小排序；并选取前两个锚点做三角形的两个顶点；第三顶点模块，用于判断第三个连通度与第四个连通度的大小，如不相等则选第三个锚点，如相等则选任意一个锚点；做三角形的第三个定点；待测节点数组模块，用于把待测节点按三角形区域分类加入到待测节点数组中。进一步的，在所述的基于Zigbee技术的室内定位系统中，还包括再次添加模块，用于再次判断所有待测节点是否都添加完成，若都完成则结束。进一步的，在所述的基于Zigbee技术的室内定位系统中，所述待测节点坐标模块包括：连通度模块，用于三角形区域内所有待测节点接收这个三角形三个锚点的信标信号，并计算连通度；阈值比对模块，用于将所述连通度与阈值进行比对；当有多个待测节点满足阈值时则选取满足度最高的待测节点；当有相同待测节点满足阈值时则选取任意一个待测节点；当没有待测节点满足阈值时则选取满足度最高的待测节点；坐标模块，用于当为有多个待测节点满足阈值或有相同待测节点满足阈值的情况时，采用质心算法计算待测节点的坐标；当为没有待测节点满足阈值时，采用三边法计算待测节点的坐标；第一个节点模块，用于这个节点作为迭代的第一个节点，添加该待测节点到坐标已知数组，从待测节点数组中删除这个节点；排序模块，用于计算该三角形中其它待测节点与该第一个节点的跳数，并进行排序；新坐标模块，用于判断有无待测节点，如果有选跳数最小待测节点用极大似然法计算其坐标；将新计算出坐标的节点到坐标已知数组，从待测节点数组中删除这个节点；显示模块，用于再次判断有无待测节点，如果没有则完成所有待测节点迭代计算，进行结果显示。本专利技术结合已有的质心算法与ABC算法无线定位算法，针对质心算法的特性定位精度高和ABC算法是定位成本低的特点提出了一种改进定位方法。这种方法可以在降低质心算法的成本的同时，控制ABC算法的定位精度在系统可接受范围内。附图说明图1是本专利技术基于Zigbee技术的室内定位方法流程图；图2为本专利技术判断待测节点属于哪个三角形区域的待测节点分区流程图；图3为本发每个三角形区域内迭代计算待测节点坐标的流程图；图4为ABC算法测试结果示意图；图5为本专利技术试验结果示意图；图6为质心算法和本专利技术误差对比图；图7为ABC算法和本专利技术误差对比图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。如图1所示，本专利技术提供一种基于Zigbee技术的室内定位方法，包括：S1：判断待测节点属于哪个三角形区域的待测节点分区；具体来说，如图2所示，所述S1具体包括以下步骤：S11：判断所有待测节点是否都已添加，若有没有添加的，则该待测节点接收所有锚点广播的信标信号，直至全部添加完成；S12：依次计算待测节点与各锚点的连通度并从大到小排序；并选取前两个锚点做三角形的两个顶点；S13：判断第三个连通度与第四个连通度的大小，如不相等则选第三个锚点，如相等则选任意一个锚点；做三角形的第三个定点；S14：把待测节点按三角形区域分类加入到待测节点数组中。S15：再次判断所有待测节点是否都添加完成，若都完成则结束。S2：在每个三角形区域内迭代计算待测节点的坐标。具体来说，如图3所示，所述S2具体包括以下步骤：S21：三角形区域内所有待测节点接收这个三角形三个锚点的信标信号，并计算连通度；S22：将所述连通度与阈值进行比对；当有多个待测节点满足阈值时则选取满足度最高的待测节点；当有相同待测节点满足阈值时则选取任意一个待测节点；当没有待测节点满足阈值时则选取满本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Zigbee技术的室内定位方法，其特征在于，包括：S1：判断待测节点属于哪个三角形区域的待测节点分区；S2：在每个三角形区域内迭代计算待测节点的坐标。

【技术特征摘要】
1.一种基于Zigbee技术的室内定位方法，其特征在于，包括：S1：判断待测节点属于哪个三角形区域的待测节点分区；S2：在每个三角形区域内迭代计算待测节点的坐标。2.如权利要求1所述的基于Zigbee技术的室内定位方法，其特征在于，所述S1具体包括以下步骤：S11：判断所有待测节点是否都已添加，若有没有添加的，则该待测节点接收所有锚点广播的信标信号，直至全部添加完成；S12：依次计算待测节点与各锚点的连通度并从大到小排序；并选取前两个锚点做三角形的两个顶点；S13：判断第三个连通度与第四个连通度的大小，如不相等则选第三个锚点，如相等则选任意一个锚点；做三角形的第三个定点；S14：把待测节点按三角形区域分类加入到待测节点数组中。3.如权利要求2所述的基于Zigbee技术的室内定位方法，其特征在于，在S14后还包括步骤：再次判断所有待测节点是否都添加完成，若都完成则结束。4.如权利要求2所述的基于Zigbee技术的室内定位方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤：S21：三角形区域内所有待测节点接收这个三角形三个锚点的信标信号，并计算连通度；S22：将所述连通度与阈值进行比对；当有多个待测节点满足阈值时则选取满足度最高的待测节点；当有相同待测节点满足阈值时则选取任意一个待测节点；当没有待测节点满足阈值时则选取满足度最高的待测节点；S23：当为有多个待测节点满足阈值或有相同待测节点满足阈值的情况时，采用质心算法计算待测节点的坐标；当为没有待测节点满足阈值时，采用三边法计算待测节点的坐标。S24：这个节点作为迭代的第一个节点，添加该待测节点到坐标已知数组，从待测节点数组中删除这个节点；S25：计算该三角形中其它待测节点与该第一个节点的跳数，并进行排序；S26：判断有无待测节点，如果有选跳数最小待测节点用极大似然法计算其坐标；将新计算出坐标的节点到坐标已知数组，从待测节点数组中删除这个节点；S27：再次判断有无待测节点，如果没有则完成所有待测节点迭代计算，进行结果显示。5.一种基于Zigbee技术的室内定位系统，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾虹，王利军，
申请(专利权)人：上海达实联欣科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31