RSSI定位算法在矿井安全监测中的改进与应用

"无线传感器网络RSSI定位算法的研究与应用，主要关注如何在无线传感器网络中利用RSSI（接收信号强度指示）技术进行定位，尤其是在矿井安全监测系统中的应用。该研究指出RSSI定位在矿井环境下面临多径效应、环境因子估计偏差、锚节点部署不均匀以及定位算法重建关系数据库等问题，导致定位精度下降和计算开销增大。为解决这些问题，研究提出了一种基于距离比值计算法的改进定位算法，融入了一维线性定位思想，适用于矿井井下巷道和开采面等一维线性环境。通过MATLAB仿真和Mica2节点实验，改进算法显示出更高的环境适应性，即使环境变化，定位精度也基本不受影响，表现出优秀的可靠性和适用性。" 在无线传感器网络（WSN）中，RSSI定位是一种常见的无源定位技术，主要依赖于测量节点间接收到的信号强度来推算距离。CC2420和CC2431等芯片支持RSSI测量，使得在硬件层面实现这种软件测距成为可能。然而，RSSI定位存在若干挑战，如多径效应会导致信号强度的不一致，环境因子如障碍物和温度变化可能引起信号传播的偏差，锚节点的非均匀部署可能导致定位不准确，而定位算法需要处理大量数据，可能增加系统计算负担。 刘学平的硕士论文提出的改进算法，通过引入距离比值计算法，有效地缓解了这些挑战。这种方法的核心在于，不仅仅依赖单一的RSSI值来确定距离，而是通过比较不同节点到已知位置（锚节点）的信号强度比值，分析这些比值反映出的节点间距离关系，从而提高定位准确性。由于矿井环境通常具有线性特征，这种一维线性定位策略显得尤为合适。 在实际应用中，该算法经过MATLAB仿真验证其理论性能，并在Mica2节点上进行了实地实验，结果表明，改进后的RSSI定位算法在应对环境变化时具有更高的鲁棒性，定位精度得以保持，这对其在矿井安全监测系统等关键领域的应用具有重要意义。通过减少定位误差和降低计算复杂度，该算法提高了整个WSN系统的效率和可靠性，为无线传感器网络的定位技术提供了新的思路。