基于WiFi的電子標(biāo)簽定位算法

設(shè)位置節(jié)點D(x，y)，已知A、B、C三點的坐標(biāo)為(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)。它們到D的距離分別是d1、d2、d3。則D的位置可以通過下列方程中的任意兩個進(jìn)行求解。

但是在實際應(yīng)用中，由于測量誤差的存在，三個圓交于一點的情況很難存在。而這是經(jīng)常的事情，這會導(dǎo)致方程無解，無法定位出待測目標(biāo)的位置。
2．3 本文采用的算法
本方案中，我們采用的定位算法是基于接收信號強(qiáng)度的算法(即LANDMARC算法)，并在LANDMARC算法的后面利用三邊定位算法，使其更準(zhǔn)確。
實驗前在某公司大樓的走道和三間房內(nèi)各安置每隔3 m固定一個電子標(biāo)簽(參考標(biāo)簽)，在該層樓的東南兩北角各放置一個AP。做好上位機(jī)與下位機(jī)的無線通信(軟件程序的服務(wù)器和客戶端的連接)。
實驗進(jìn)行時，當(dāng)待測標(biāo)簽進(jìn)入到AP(4個)的范圍內(nèi)，開始接收到待測標(biāo)簽發(fā)出的信號場強(qiáng)，并傳入上位機(jī)。同時也接收各個參考標(biāo)簽在各個AP的信號場強(qiáng)，并傳入上位機(jī)。
定位算法則把待測標(biāo)簽在4個AP(AP1，AP2，AP3，AP4)上的場強(qiáng)建立成一個場強(qiáng)矢量，同時參考標(biāo)簽也建立成場強(qiáng)矢量。通過LANDMARC算法即通過比較待測標(biāo)簽場強(qiáng)矢量與參考標(biāo)簽場強(qiáng)矢量的歐氏距離，找出 3個歐氏距離最小的參考標(biāo)簽，并得知3個參考標(biāo)簽的具體位置(在實驗前期，參考標(biāo)簽放置時已經(jīng)有記錄)。對于3個參考點，不用再根據(jù)信號的強(qiáng)度來決定其半徑，而是3個以參考點為圓心，以最近參考標(biāo)簽之間的距離(以確定每隔幾米放置一個參考標(biāo)簽)的3／4長度為半徑做3個圓，這樣3個圓兩兩相交的可能性會增加。
由于3個圓很難在同一個點相交，所以對于3個圓之間的關(guān)系有3種：
◆3個圓兩兩相交，并且3個圓有公共區(qū)域；
◆3個網(wǎng)兩兩相交，但沒有公共區(qū)域；
◆3個圓不相交。
具體關(guān)系如下：
①當(dāng)3個圓有公共區(qū)域時，則公共區(qū)域必然有3個交點，以3個交點作三角形，則待測標(biāo)簽的坐標(biāo)即是三角形內(nèi)心坐標(biāo)。
②當(dāng)兩兩相交無公共區(qū)域時，必然有兩兩公共區(qū)域。取兩圓相交區(qū)域的兩個交點的連線的中點，然后以這3個中點做三角形，其內(nèi)心就是待測標(biāo)簽內(nèi)心坐標(biāo)。
③3個圓不相交時舍棄，接受下一組最近3個參考標(biāo)簽，若3次還沒有找到相交情況，即用3個參考標(biāo)簽做的位置做三角形，其內(nèi)心就是待測標(biāo)簽的位置。
本算法的優(yōu)勢為在原來LANDMARC算法的定位精度上，再進(jìn)行三角定位，進(jìn)一步提高定位精度。同時，以參考標(biāo)簽之間的距離來進(jìn)行進(jìn)一步的三角定位，可以減少額外的計算，并且可以減少由于參考標(biāo)簽場強(qiáng)的變化帶來的
重復(fù)測量。

結(jié)語
本文主要討論了基于信號強(qiáng)度算法和基于非測距的三邊算法，同時對LANDMARC算法進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)。由相關(guān)實驗結(jié)果得出：該算法可以達(dá)到定位精度在1．5 m左右的誤差，該方案適合廣泛運(yùn)用。