- 无线传感器网络（WSN）定位系统设计

图3  感器网络定位通信网流程

　　考虑到网关节点除了组网和串口通信功能外，它可以作为参考节点使用，故只需要编写两种节点程序即可。网关节点特有的功能用虚线标出。各类节点工作流程如图4和图5所示。

图4 盲节定点位流程

图5  网关节定点位流程

 　　5 上位机软件设计

　　5．1 上位机功能及其实现

　　无线传感器定位系统上位机监控软件中，与定位相关的功能主要包括2大类：定位工程管理和定位信息处理。定位工程管理完成加载定位区域示意图和配置参考节点坐标信息功能。定位信息处理完成参数采集、数据处理功能。具体来说，定位工程管理需要包括以下3方面：1)加载定位区域平面图，用户为特定定位场景自行选择bmp、jpg、gif等格式的定位区域示意图；2)配置参考节点信息，用户自行配置参考节点并在工程中设置参考点号，在定位区域示意图中标示参考节点位置；3)保存和修改工程，随时保存和修改工程信息。而定位信息处理包括2个方面：1)提供PC和协调器间接口，通常使用串口与协调器进行通信，PC机向下发送命令信息，协调器向上读取数据。2)区域定位，根据从参考节点读出的信息进行定位并显示和保存定位结果。

　　上位机功能实现流程如图6所示。其中，系统初始化包括：定位区域示意图加载、区域尺寸参数设置、参考节点位置设置和串口相关参数设置以及串口打开等功能。

图6  上位机实现流程

　　5．2 定位算法选取

　　基于接收信号强度指示(RSSI)的算法，利用RSSI与距离之间的关系，在特定定位环境采集数据，对数据进行拟合，获取二者关联曲线，利用基于测距的定位算法实现未知节点的位置确认。

　　基于场地信号强度数据库的算法，就室内定位而言，要实现精确定位，最直接的方法是建立待定位场地的信号强度数据库，通过数值比对确定盲节点位置。但数据库的构建费时费力，室内环境改变(如室内设施移动了位置、改变了参考节点位置等)需要重新构建采样数据库。为了以较小代价获得尽可能高的精度，可以将2种定位方法进行适当融合。每种算法都有它的优缺点，根据具体应用需要选择合适的算法。

　　6 结束语

　　本文详细介绍了无线传感器定位系统的软硬件设计，该定位系统可以充分利用软件方法实现较高的定位精度。降低对定位硬件的要求。使得无线传感器定位系统维持在较低的成本上。从实际测试结果表明：该定位系统是切实可行的，并且实现简便。