定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种定位系统及方法，该系统包括：多个传感器节点，配置传感器节点使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样；多个WIFI设备，配置WIFI设备，使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包；汇聚节点，配置于能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令的位置，该汇聚节点将收到的信息交给控制中心，并广播一个修正反馈包，以修正节点的标记抽取过程；以及控制中心，根据接收到的信息采用最大似然估计方法计算出WIFI设备的位置，通过本发明专利技术，实现了在传感器网络中对WIFI设备的定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种，特别是涉及一种在传感器网络中定位wifi设备的。
技术介绍
当今社会，定位问题受到了广泛的关注。现在，通过GPS获得位置信息变得简单快捷，但GPS只能用在空旷的室外环境，而且GPS设备比较耗能，这对像智能手机、PDAs等手持设备来说是非常严重的问题。现在越来越多的设备装备了无线网卡，包括笔记本电脑，平板电脑，智能手机等等。对WIFI设备进行定位已经成为学术界一个非常热门的话题。然而，室内环境很复杂，与WIFI设备相关的室内定位仍然不是一件简单的事情。大部分基于WIFI设备的定位都需要预先对WIFI环境进行勘测调查，这造成了很大的时间开销。室内环境，WIFI信号很不稳定，这几乎是不能解决的问题，虽然有一些方法来降低预先勘测的开销，但效果都不是很好。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术之一目的在于一种，其通过对不同传感器节点收到的WIFI信号强度的不同，估计出WIFI设备与传感器节点之间的距离，实现了在传感器网络中对WIFI设备的定位。为达上述及其它目的，本专利技术提供了一种定位系统，至少包括:多个传感器节点，配置传感器节点使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样，该些传感器节点采集WIFI设备的RSSI信号，于采集的RSSI填满节点缓存器时，统计特定信号强度范围内数据包的个数，将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回，并将节点的标记传送给汇聚节点；多个WIFI设备，配置WIFI设备，使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包；汇聚节点，配置于能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令的位置，该汇聚节点将收到的信息交给控制中心，并广播一个修正反馈包，以修正节点的标记抽取过程；以及控制中心，根据接收到的信息采用最大似然估计方法计算出WIFI设备的位置。进一步地，每个传感器节点至少包括:RSSI采样模组，用于采集WIFI设备发送的RSSI信号，并将其存于节点的缓存器中；标记抽取模组，以于传感器节点所采集的RSSI填满节点的缓存器时，统计特定信号强度范围内数据包的个数，并将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回；以及传送模组，用于将节点的标记传送给该汇聚节点。进一步地，该些传感器节点在环境中等间距放置，构成网格形状的传感器网络。进一步地，该些WIFI设备随机放入传感器网络的某个网格中。进一步地，该控制中心将WIFI设备可能在的位置导入WIFI信号随距离衰减的理论模型，得到该位置理论上对应的WIFI信号强度，然后计算这个理论值与在该位置实际得到的标记之间的误差，误差最小的位置即为WIFI设备最可能的位置。为达到上述及其他目的，本专利技术还提供一种定位方法，包括如下步骤:步骤一，配置多个传感器节点，使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样，配置汇聚节点，使其能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令，配置WIFI设备，使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包；步骤二，当传感器节点所采集的RSSI填满节点的缓存器时，传感器节点统计特定信号强度范围内数据包的个数，并将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回；步骤三，传感器节点将节点的标记送给汇聚节点，该汇聚节点将收到的信息交给控制中心，并广播一个修正反馈包，修正节点的标记抽取过程，重复步骤二，直到所有节点的标记达到稳定的范围；以及步骤四，控制中心对接收的信息采用最大似然估计方法计算出WIFI设备的位置。进一步地，于步骤四中，该控制中心将WIFI设备可能在的位置导入WIFI信号随距离衰减的理论模型，得到该位置理论上对应的WIFI信号强度，然后计算这个理论值与在该位置实际得到的标记之间的误差，误差最小的位置即为WIFI设备最可能的位置。进一步地，步骤二还包括如下步骤:(I)将返回的结果集RESULT置为空集，给定范围内收到信号强度指示个数的最大值MAXPERIOD置为0，返回结果的标记INDEX置为0，统计个数的信号强度区间长度PEAK_RANGE置为特定正数；(2)如果收到的信号强度指示集合X中的某个值R，既不是背景噪声，也不在顶点集合Peak List中，那么统计在范围(R，R+PEAK_RANGE)内收到的信号强度指示的个数，并赋给SUM，如果SUM > MAXPERIOD,则将SUM的值赋给MAXPERIOD，R的值赋给INDEX ；(3)重复步骤(2)，直到没有满足条件的R为止；(4)将(R，R+REAK_RANGE)中的值加入顶点集合 Peak List 中，INDEX 放入 RUSULT中，返回RUSULT。进一步地，该些传感器节点在环境中等间距放置，构成网格形状的传感器网络。进一步地，该些WIFI设备随机放入传感器网络的某个网格中。与现有技术相比，本专利技术一种通过对不同传感器节点收到的WIFI信号强度的不同，估计出WIFI设备与传感器节点之间的距离，实现了在传感器网络中对WIFI设备的定位，本专利技术易于布置，除去环境中的传感器节点，只需要一个汇聚节点和一控制中心，就可在较短时间内以较高的准确性完成对WIFI设备的定位。附图说明图1为本专利技术一种定位系统的系统架构图；图2为本专利技术较佳实施例中配置传感器节点及WIFI设备的示意图3为本专利技术一种定位方法的步骤流程图。具体实施例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。图1为本专利技术一种定位系统的系统架构图。如图1所示，本专利技术一种定位系统，用于在传感器网络中定位WIFI设备，至少包括:多个传感器节点10、汇聚节点11、控制中心12及多个WIFI设备13。其中，传感器节点10的配置以使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样为宜，如在环境中等间距的放置传感器节点，构成网格形状的传感器网络，传感器节点10至少包括RSSI采样模组101、标记抽取模组102以及传送模组103，RSSI采样模组101用于采集WIFI设备发送的RSSI (接收信号强度指示)信号，并将其存于节点的缓存器中，标记抽取模组102以于传感器节点所采集的接收信号强度指示(RSSI)填满节点的缓存器时，对RSSI执行标记抽取算法，即统计特定信号强度范围内数据包的个数，并将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回，期间到达的数据包存放在另一个缓存器中，传送模组103用于将节点的标记传送给汇聚节点11。WIFI设备13的配置，应使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包，在本专利技术较佳实施例中，将WIFI设备随机的放入传感器网络的某个网格中，图2为本专利技术较佳实施例中配置传感器节点及WIFI设备的示意图。汇聚节点11配置于能够接收传感器节点10的数据并可以给传感器节点发送命令的位置，汇聚节点将收到的信息交给控制中心12，并广播一个修正反馈包，修正节点的标记抽取过程。控制中心12采用最大似然估计的方法计算出WIFI设备最可能在的位置。具体方法是，将WIFI设备可能在的位置导入WIFI信号随距离衰减的理论模型，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定位系统，至少包括：多个传感器节点，配置传感器节点使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样，该些传感器节点采集WIFI设备的RSSI信号，于采集的RSSI填满节点缓存器时，统计特定信号强度范围内数据包的个数，将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回，并将节点的标记传送给汇聚节点；多个WIFI设备，配置WIFI设备，使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包；汇聚节点，配置于能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令的位置，该汇聚节点将收到的信息交给控制中心，并广播一个修正反馈包，以修正节点的标记抽取过程；以及控制中心，根据接收到的信息采用最大似然估计方法计算出WIFI设备的位置。

【技术特征摘要】
1.一种定位系统，至少包括: 多个传感器节点，配置传感器节点使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样，该些传感器节点采集WIFI设备的RSSI信号，于采集的RSSI填满节点缓存器时，统计特定信号强度范围内数据包的个数，将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回，并将节点的标记传送给汇聚节点； 多个WIFI设备，配置WIFI设备，使其在与传感器节点重叠的信道上以某种频率发送数据包； 汇聚节点，配置于能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令的位置，该汇聚节点将收到的信息交给控制中心，并广播一个修正反馈包，以修正节点的标记抽取过程；以及 控制中心，根据接收到的信息采用最大似然估计方法计算出WIFI设备的位置。2.如权利要求1所述的一种定位系统，其特征在于，每个传感器节点至少包括: RSSI采样模组，用于采集WIFI设备发送的RSSI信号，并将其存于节点的缓存器中； 标记抽取模组，以于传感器节点所采集的RSSI填满节点的缓存器时，统计特定信号强度范围内数据包的个数，并将数据包个数最多的信号强度范围的开始位置作为标记返回；以及 传送模组，用于将节点的标记传送给该汇聚节点。3.如权利要求2所述的一种定位系统，其特征在于:该些传感器节点在环境中等间距放置，构成网格形状的传感器网络。4.如权利要求3所述的一种定位系统，其特征在于:该些WIFI设备随机放入传感器网络的某个网格中。5.如权利要求1所述的一种定位系统，其特征在于:该控制中心将WIFI设备可能在的位置导入WIFI信号随距离衰减的理论模型，得到该位置理论上对应的WIFI信号强度，然后计算这个理论值与在该位置实际得到的标记之间的误差，误差最小的位置即为WIFI设备最可能的位置。6.一种定位方法，包括如下步骤: 步骤一，配置多个传感器节点，使其在与WIFI设备重叠的信道上以较高的频率采样，配置汇聚节点，使其能够接收传感器节点的数据并可以给传感器节点发送命令，配置WIFI设备，使其在与传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：林溢彬，刘鲁滨，朱燕民，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：