基于RSSI信号强度衰减模型的无线传感器节点定位系统
项目介绍
本项目实现了一种基于RSSI(接收信号强度指示)技术的无线传感器网络节点定位系统。系统利用信号在传播过程中的路径损耗特性,通过对数距离路径损耗模型将接收信号强度转换为距离估计,并采用多边定位算法计算出未知节点的坐标位置。该系统支持环境参数校准和误差分析,适用于室内外多种定位场景。
功能特性
- RSSI信号采集与处理:支持多组RSSI采样数据的采集、滤波和预处理
- 路径损耗模型转换:采用Log-distance路径损耗模型进行距离估计
- 多边定位算法:基于最小二乘法优化的三边/多边定位计算
- 误差分析与可视化:提供定位误差分析和结果可视化功能
- 环境参数校准:支持路径损耗指数等环境参数的校准优化
使用方法
输入参数配置
- 锚节点坐标:设置已知位置的发射节点坐标(二维或三维)
- 信号强度参数:配置发射信号强度和接收到的RSSI值序列
- 环境参数:设定路径损耗指数、参考距离下的损耗值等环境参数
运行定位计算
执行主程序后,系统将自动完成以下流程:
- RSSI数据预处理与滤波
- 路径损耗计算与距离估计
- 多边定位坐标计算
- 误差分析与结果输出
输出结果
- 未知节点的估计坐标([x, y] 或 [x, y, z]格式)
- 定位误差分析报告(均方根误差、置信区间等)
- 距离估计对比图表和定位结果空间分布图
系统要求
- MATLAB R2018b或更高版本
- 信号处理工具箱(用于数据滤波处理)
- 优化工具箱(用于最小二乘法计算)
- 统计数据可视化功能支持
文件说明
主程序文件整合了系统的核心定位流程,实现了从RSSI信号采集到最终坐标计算的全链路功能。具体包括信号数据的输入与验证、环境参数的管理与校准、基于路径损耗模型的距离估算、采用最小二乘优化的多边定位计算、定位精度的评估与统计分析,以及计算结果的图表化展示与输出生成。