一種基于Wi-Fi的室內(nèi)定位方法
【專利說(shuō)明】一種基于Wi-Fi的室內(nèi)定位方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種定位方法，具體涉及一種基于Wi-Fi的室內(nèi)定位方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 目前，應(yīng)用最廣泛的定位系統(tǒng)為"全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS) "，但其依然存在很大的 局限性。例如在空曠的場(chǎng)地上，接收器能夠暢通無(wú)阻地收到衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，此時(shí)的GPS接 收效果就會(huì)很好，但如果有高山、建筑或者隧道擋在接收器和衛(wèi)星之間，GPS的接收效果就 會(huì)很差。并且在高壓變電站內(nèi)擁有較強(qiáng)的電磁場(chǎng)，無(wú)電磁兼容能力的電子產(chǎn)品，均不能很好 的使用?，F(xiàn)有智能變電站巡檢工作基本通過(guò)人工干預(yù)去周期性巡視，人員工作難度大、壓力 大、負(fù)荷重，同時(shí)故障定位周期長(zhǎng)，隱患風(fēng)險(xiǎn)高，采用GPS及GPRS通信的PDA設(shè)備在變電站 的強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境下信號(hào)衰減導(dǎo)致定位精度大幅度降低也不宜使用。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于Wi-Fi的室內(nèi)定位方法，可以快速、直觀的發(fā)現(xiàn) 設(shè)備隱患位置并快速處理，提供一種智能化、信息化、高效化、安全化的智能巡檢和設(shè)備定 位方法。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種基于Wi-Fi的室內(nèi)定位方法，包括以下步驟：
[0006] 步驟（1)在室內(nèi)或者隧道中每隔3m固定一個(gè)電子標(biāo)簽作為參考標(biāo)簽，每隔10m放 置AP;
[0007] 步驟（2)當(dāng)待測(cè)標(biāo)簽進(jìn)入到AP的范圍內(nèi)，AP開(kāi)始接收待測(cè)標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)， 并傳入上位機(jī)；同時(shí)也接收各個(gè)參考標(biāo)簽在各個(gè)AP的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，并傳入上位機(jī)；
[0008] 步驟（3)通過(guò)上位機(jī)把待測(cè)標(biāo)簽在4個(gè)AP上的場(chǎng)強(qiáng)建立成一個(gè)場(chǎng)強(qiáng)矢量，同時(shí)參 考標(biāo)簽也建立成場(chǎng)強(qiáng)矢量，通過(guò)LANDMARC算法比較待測(cè)標(biāo)簽場(chǎng)強(qiáng)矢量與參考標(biāo)簽場(chǎng)強(qiáng)矢 量得到待測(cè)標(biāo)簽和參考標(biāo)簽之間的歐氏距離，找出3個(gè)歐氏距離最小的三個(gè)參考標(biāo)簽，并 得知3個(gè)參考標(biāo)簽的具體位置；
[0009] 步驟（4)以3個(gè)參考標(biāo)簽為圓心，以其中兩個(gè)最近參考標(biāo)簽之間距離的3/4長(zhǎng)度 為半徑做3個(gè)圓；
[0010] 當(dāng)3個(gè)圓有公共區(qū)域時(shí)，以3個(gè)交點(diǎn)作三角形，待測(cè)標(biāo)簽的坐標(biāo)是三角形內(nèi)心坐 標(biāo)；
[0011] 當(dāng)3個(gè)圓兩兩相交無(wú)公共區(qū)域時(shí)，取兩圓相交區(qū)域的兩個(gè)交點(diǎn)連線的中點(diǎn)，然后 以這3個(gè)中點(diǎn)做三角形，其內(nèi)心就是待測(cè)標(biāo)簽內(nèi)心坐標(biāo)；
[0012] 當(dāng)3個(gè)圓不相交時(shí)舍棄，接受下一組最近3個(gè)參考標(biāo)簽，若3次還沒(méi)有找到3個(gè)圓 相交情況，即用3個(gè)參考標(biāo)簽的位置做三角形，其內(nèi)心就是待測(cè)標(biāo)簽的位置。
[0013] 進(jìn)一步，待測(cè)標(biāo)簽和參考標(biāo)簽之間的歐氏距離通過(guò)下式得到：
[0014] 假設(shè)有η個(gè)AP，m個(gè)參考標(biāo)簽，則AP點(diǎn)接收到的待測(cè)標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度量P= (APuAP2,…，APn)，采集到的第t個(gè)參考標(biāo)簽的強(qiáng)度矢量為St=(Stl，St2，…，Stn)，則待測(cè)標(biāo) 簽和參考標(biāo)簽St之間的歐氏距離為：
[0016] 其中APi是AP點(diǎn)接收到的待測(cè)標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度。
[0017] 進(jìn)一步，待測(cè)標(biāo)簽為手持PDA設(shè)備。
[0018] 進(jìn)一步，定位時(shí)通過(guò)GIS系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)或者隧道內(nèi)部地理信息進(jìn)行三維模擬展示， 工作人員通過(guò)GIS系統(tǒng)動(dòng)態(tài)查閱持待測(cè)標(biāo)簽的作業(yè)人員位置。
[0019] 本發(fā)明的有益效果是：
[0020] 本發(fā)明的基于WiFi的室內(nèi)定位方法，通過(guò)在室內(nèi)或者隧道中固定個(gè)電子標(biāo)簽作 為參考標(biāo)簽，并放置AP，待測(cè)標(biāo)簽和參考標(biāo)簽之間的歐氏距離，找出3個(gè)歐氏距離最小的三 個(gè)參考標(biāo)簽，后利用三邊定位算法進(jìn)行定位，提高準(zhǔn)確度，使得在隧道等室內(nèi)環(huán)境中的定位 精度也能達(dá)到lm，實(shí)現(xiàn)設(shè)備和巡檢人員定位，可以快速、直觀的發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患位置，并快速 處理，解決了目前電力行業(yè)巡檢過(guò)程中的存在的各種問(wèn)題，并提供了一套智能化、信息化、 高效化、安全化的智能巡檢和設(shè)備定位系統(tǒng)。
[0021] 進(jìn)一步，本發(fā)明的方法針對(duì)變電站較強(qiáng)的電磁場(chǎng)環(huán)境具有極大的抗干擾性，根據(jù) Wi-Fi定位算法實(shí)現(xiàn)人員的身份定位，同時(shí)基于三維建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)針對(duì)隧道環(huán)境的GIS地 理位置信息動(dòng)態(tài)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)人員巡檢的動(dòng)態(tài)智能化監(jiān)測(cè)，運(yùn)用Wi-Fi和RFID定位標(biāo)簽快速、 方便的實(shí)現(xiàn)了故障信息的快速提取及定位，整體實(shí)現(xiàn)電力巡檢過(guò)程中的集約化、統(tǒng)一化、系 統(tǒng)化和高效化。 【【附圖說(shuō)明】】
[0022] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)圖 【【具體實(shí)施方式】】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：
[0024] 本發(fā)明旨在提供一種基于Wi-Fi的室內(nèi)定位方法，運(yùn)用漏纜技術(shù)及無(wú)線AP構(gòu)建無(wú) 盲區(qū)無(wú)線覆蓋方案，通過(guò)手持PDA設(shè)備實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)的無(wú)線通信及人員定位，同時(shí)運(yùn)用GIS 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站內(nèi)部地理信息的三維模擬展示，工作人員可以通過(guò)GIS系統(tǒng)動(dòng)態(tài)查閱到 作業(yè)人員的位置，同時(shí)利用RFID標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)設(shè)備和巡檢人員定位，可以快速、直觀的發(fā)現(xiàn)設(shè) 備隱患位置，并快速處理，解決了目前電力行業(yè)巡檢過(guò)程中的存在的各種問(wèn)題，從而提供一 套智能化、信息化、高效化、安全化的智能巡檢和設(shè)備定位系統(tǒng)。
[0025] 本發(fā)明基于Wi-Fi的室內(nèi)定位方法，用以實(shí)現(xiàn)在輸電隧道內(nèi)人員的定位，并且使 得定位精度在lm左右。
[0026] 傳統(tǒng)的信號(hào)傳播容易受到折射、反射、繞射、衍射等影響，接收到的信號(hào)強(qiáng)度是各 種途徑傳播來(lái)的信號(hào)的疊加。所以有時(shí)候信號(hào)強(qiáng)度增大，有時(shí)候又減小。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐， 發(fā)現(xiàn)接收信號(hào)強(qiáng)度服從log-normal分布。通過(guò)信號(hào)在傳播中的衰減來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)之間的距 離，根據(jù)信道模型求解接收到待定位置的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)：
[0028] 式中：η為路徑損耗指數(shù)，與周圍的環(huán)境有關(guān)；X。是標(biāo)準(zhǔn)差為σ的正態(tài)隨機(jī)變量； d。是參考距離，在室內(nèi)環(huán)境中通常取lm;PL(d。）為參考位置的信號(hào)強(qiáng)度。
[0029] 假設(shè)有η個(gè)AP，m個(gè)參考標(biāo)簽，則AP點(diǎn)接收到的待測(cè)標(biāo)簽的強(qiáng)度量Ρ= (ΑΡ^ΑΡ。，… ，APn)，采集到的第t個(gè)參考標(biāo)簽的強(qiáng)度矢量為St=(Stl，St2，…，Stn)，則待測(cè)標(biāo)簽和參考標(biāo) 簽3,之間的歐氏距離為：
[0031] LANDMARC算法的本質(zhì)為基于信號(hào)強(qiáng)度算法。該算法主要通過(guò)比較不同Et來(lái)尋找 與待測(cè)標(biāo)簽位置最近的參考標(biāo)簽。當(dāng)由K個(gè)鄰近的參考標(biāo)簽來(lái)確定一個(gè)待測(cè)標(biāo)簽的時(shí)候， 稱為"