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实验课程名称:无线传感器网络 任课教师:xxx
实验项目名称:RSSI的测量及其与距离的关系实验 组员:
姓名:___xxx____ 学号:_xxxxx___ _ 姓名:___xxx ____ 学号:_xxxxxxxx__ _ 姓名:__ xxx ____ 学号:_xxxxxxx___ _ 姓名:___xxx ____ 学号:_xxxxxxx___ _
实验日期:_ 2013年12月 _
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RSSI的测量及其与距离的关系
实验日期:201x年xx月
[姓名] xxx xxx xxx xxx
1.实验目的
? 研究发送功率、传输距离、接收信号强度、环境四者之间的定量关系。 ? 从实测数据中总结出无线信号随距离增加、环境变化而衰减的规律。 ? 为了做定位积累一些数据。 2.实验原理
关于RSS,可以先从自由空间传播模型(Free space propagation model)入手来分析,这里的自由空间模型是指无障碍物的远场情况,主要适用于卫星通信。
如下图,功率密度通量由下面等式给出:
[学号] xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx
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为了达到准确测距的目的,我们希望减小随机小尺度衰减并提取出更加精确的大尺度衰减。RSSI的测距方式虽然不像TOA 和TDOA 测距那样需要同步(TOA与TDOA 两种算法都是以时间为量测基础的技术,需要精准的同步和时钟,其中TDOA是利用相对时间的信息来达成测距,TOA 是以绝对时间的量测来估计距离),但其受多重路径衰减变量(Attenuation variance)的影响,需要做多重的测量和平均的动作,对系统造成额外的负担。
相对于以时间为基础的测距技术,RSS则是属于以信号强度为量测基础的技术,它不需要精确的同步和参照时钟。然而RSS却易受多重路径衰减、遮蔽效应(Shadowing effect)影响估计的准确度。除了单一技术的应用,亦可朝向整合其它技术的方向发展,如结合TDOA与RSS等以提供较精准的测距。
对于课程使用的CC2420射频芯片,当监测到信道有数据时,将数据经过模/数转换后送入数字解调器中进行帧同步;如果同步就将数据填入接收缓冲区中,最后填充当前信道内的RSSI(Receive Signal Strength Indicator,接收信号强度指示器)信息。
同时CC2420提供一个读取RSSI值的命令,我们可以调用该命令来得到当前信道的信号强度值,作为拟合与计算的依据。但我们更倾向于使用前述CC2420在接收到数据包时,自动在数据包的倒数第二个字节里填充的当前接收数据包时RSSI值。
3.实验准备
3.1硬件器材清单与连接
硬件:PC机2台(烧制程序及为节点供电),串口电缆1根,RSSI节点2个 预先将PC机中关于RSSI实验的程序通过串口电缆烧制如RSSI节点。实验开始后,PC机仅作为RSSI节点的电源供电使用(由于RSSI节点上的电池供电模块不能正常工作)。
3.2实验思路
取两个节点,一个作为发送节点,一个作为接收节点,接收节点通过节点上的LCD模块输出ED值。
在楼道中央放置一个节点(距地0米),发送功率设置为4dBm。然后以此为中心,做一个25米×3米的长方形,以1米为步长,在正方形的每个格点上,分别记录高度0米、1米、2米处记录ED值。此步骤完毕后,将发送节点提高到1米处,重复实验,接收节点仍
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要在0米、1米、2米高度测量。第三次要将发送节点提高到2米处。然后将发送功率提高到比最大功率略小和降低到比最小功率略大,在此重复上述过程。
4实验步骤与结果记录及分析
4.1实验步骤
由于实验前节点的相关程序已烧制完成,故可以直接打开节点进行实验。由于时间及条件限制,实验并没有完全按照3.2实验思路中的内容进行,而是进行了一定的简化。
(1)在楼道中央放置一个节点(距地0米),发送功率设置为4dBm
(2)以此为原点,做一个25米长的直线,以1米处为起点,1米为步长,在此直线上记录高度为0米的RSSI值。
(3)将发送节点提高到1米处,重复(2),接收节点的记录高度调整为1米。 (1)将发送节点提高到2米出,重复(2),接收节点的记录高度调整为2米。 (5)将发送结点与接收节点均靠墙重复(1)~(4)步骤
4.2结果记录
(1)发送和接收高度均为0米时的ED值 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 1 -43 6 -68 11 -77 16 -74 21 -71 1 -35 6 -44 11 -51 16 -61 21 -50 2 -56 7 -65 12 -71 17 -79 22 -70 2 -46 7 -49 12 -51 17 -63 22 -50 3
3 -65 8 -73 13 -71 18 -77 23 -76 3 -44 8 -51 13 -52 18 -65 23 -47 4 -60 9 -72 14 -70 19 -77 24 -77 4 -45 9 -56 14 -56 19 -60 24 -49 5 -68 10 -73 15 -77 20 -71 25 -72 (2)发送和接收高度均为1米时的ED值。 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 5 -44 10 -55 15 -59 20 -59 25 -44 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
(3)发送和接收高度均为2米时的ED值。 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm)
(1)发送和接收高度均为0米时的ED值 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 1 -49 6 -82 11 -91 16 -89 21 -93 2 -59 7 -82 12 -85 17 -88 22 -99 3 -68 8 -83 13 -86 18 -95 23 -100 4 -70 9 -88 14 -92 19 -95 24 -92 5 -77 10 -90 15 -88 20 -93 25 -90 1 -55 6 -69 11 -80 16 -81 21 -61 2 -55 7 -59 12 -81 17 -72 22 -58 3 -58 8 -62 13 -70 18 -77 23 -63 4 -61 9 -65 14 -80 19 -70 24 -72 5 -61 10 -71 15 -72 20 -81 25 -72 (2)发送和接收高度均为1米时的ED值。 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm) 距离(m) 信号强度(dBm)
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1 -44 6 -67 11 -57 16 -66 21 -61 2 -49 7 -66 12 -59 17 -67 22 -65 3 -51 8 -69 13 -61 18 -71 23 -67 4 -57 9 -71 14 -72 19 -69 24 -70 5 -63 10 -52 15 -68 20 -66 25 -76
无线传感器网络报告——RSSI的测量及其与距离的关系
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