一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法技术方案

本发明专利技术公开一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法，步骤如下：1、在地面上铺设锚节点，假设LoRa接收器在当前时刻接收到的锚节点数为N(Γ)，记录每个锚节点的RSSI值；2、利用平面上两点间距离关系建立用于解算目标节点位置的方程，再利用线性最小二乘法(LLS)，得到目标节点的估计位置；3、利用目标节点估计位置与锚节点之间距离和RSSI的关系，反推每个锚节点的RSSI值，并计算每个锚节点的BRE；4、用K均值聚类来消除“不良”锚节点，并将删除坏锚节点后剩余的3个实测的RSSI值输入位置方程，得到精确的位置估计。在定位过程中删除不良锚节点以降低LoRa网络中高斯噪声和非高斯噪声的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法
本专利技术涉及一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法，属于低功耗广域网通信技术室内外定位研究领域。
技术介绍
随着物联网技术的蓬勃发展，基于位置信息的服务(LocationBasedServices，LBS)已经成为移动终端的必备功能之一。目前，各种不同的无线技术已应用于定位系统，其中蓝牙、ZigBee、RFID和WiFi是常见的室内定位技术。然而，由于技术的限制，上述几种方法的有效范围较小，通常只有几米。对于室外环境，蜂窝网络技术和卫星定位系统是常用的定位技术，后者更加流行，因为蜂窝网络的定位准确性远低于卫星定位系统。此外，基于卫星的定位系统几乎覆盖了地球的100％，并且经常更新。但是，卫星定位系统不能用于室内环境，并且功耗很高。部署大规模物联网要求节点设备价格低廉且功耗较低，这种需求促使研究者们寻找更适合的定位方式对物联网中的目标设备进行定位。LoRa技术就在这种情况下应运而生，该技术具有远距离(最长15公里)、低功耗(电池寿命长达5年)和低成本(低成本芯片组)的优点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在地面上铺设锚节点，假设LoRa接收器在当前时刻接收到的锚节点数为N(Γ)，记录每个锚节点的RSSI值；步骤2，利用平面上两点间平面距离

【技术特征摘要】
1.一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在地面上铺设锚节点，假设LoRa接收器在当前时刻接收到的锚节点数为N(Γ)，记录每个锚节点的RSSI值；步骤2，利用平面上两点间平面距离建立用于解算目标节点位置的方程，再利用线性最小二乘法LLS，得到目标节点的估计位置；步骤3，利用目标节点的估计位置与锚节点之间距离和RSSI之间的关系，反推每个锚节点的RSSI值，并计算每个锚节点的BRE；用K均值聚类来消除“不良”锚节点，并将删除坏锚节点后剩余的3个实测的RSSI值输入位置方程，得到精确的位置估计。


2.根据权利要求1所述的一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法，其特征在于，步骤1中有一个目标节点，其在平面上的位置用pt表示，其平面坐标(xt,yt)是未知的，并且在水平地面上铺设一组锚节点各个锚节点的位置已知，其中N(Γ)是Γ中锚节点的总数，是Γ中的第n个锚节点的位置坐标，即n＝1,2,…,N(Γ)。


3.根据权利要求1所述的一种用于LoRa定位系统的不良锚节点检测与消除方法，其特征在于，步骤2中的具体步骤如下，设目标节点与锚节点之间的平面距离为即



其中表示目标节点pt与第n个锚点之间的平面距离，n＝1,2,…,N(Γ)；
目标节点与锚节点之间平面距离和RSSI值之间的关系为



式中，是测得的路径损耗指数，是在参考距离处测得的参考RSSI值，且和的取值和LoRa芯片的参数有关，表示第n个锚节点处接收到的目标节点pt的信号强度RSSI值，n＝1,2,…,N(Γ)；
将式(1)至式(2)结合起来以得到矢量形式的一组方程，即
Aθ＝b(3)












通过应用LLS方法，可以得到









式中上标“^”表示对应变量的估计值，上标“T”是矩阵的转置运算，上标“-1”表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯李航，陈伟，董正伟，王春海，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32