圖3倒數(shù)第二行為9個(gè)標(biāo)簽的發(fā)送時(shí)序，發(fā)送的時(shí)序是A0,A4,A8,A1,A5,A2,A6,A3,A7.這樣這9個(gè)標(biāo)簽就可以保證無碰撞地被讀寫器識別，這種多標(biāo)簽防碰撞沖突是多標(biāo)簽定位系統(tǒng)能夠正常工作的前提。
圖3 基于序列號對時(shí)隙數(shù)運(yùn)算的排序算法
3 定位算法設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用的定位算法是圓周定位法，圓周定位法是利用讀寫器接收標(biāo)簽信號得到RSSI值，通過相關(guān)的定位計(jì)算公式來進(jìn)行定位的一種方法。
無線信號的接收信號強(qiáng)度和信號傳輸距離的關(guān)系可以用式(3)來表示，其中RSSI是接收信號強(qiáng)度，d是收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的距離，n是信號傳播因子，EAF是環(huán)境因子。
由式(1)中可以看出，射頻參數(shù)A和n的值決定了接收信號強(qiáng)度和信號傳輸距離的關(guān)系。A和n用于描述通信操作環(huán)境。射頻參數(shù)A被定義為dbm,表示距發(fā)射機(jī)1 m時(shí)接收到信號平均能量的絕對值，如平均接收能量是-10 dbm,那么參數(shù)A就被定義為10.射頻參數(shù)n指出了信號能量隨著到收發(fā)器距離增加而衰減的速率，其數(shù)值的大小取決于無線信號傳播的環(huán)境。通過大量的比較和驗(yàn)證，得到實(shí)際應(yīng)用場合環(huán)境因子EAF的大概值為13.5,A取45,n取3.5.依據(jù)式(1)可得到待定位標(biāo)簽到讀寫器的直線距離，r表示讀寫器與待定位標(biāo)簽之間的距離，即r=d.3個(gè)讀寫器的位置已知，分別是p1(x1,y1)，p2(x2,y2)，p3(x3,y3)。則待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)計(jì)算如式(2)所示：
三邊定位的示意圖如圖4和圖5.
圖4 三邊定位的理想情況
圖5 三邊定位的實(shí)際情況
實(shí)驗(yàn)中將3個(gè)讀寫器放在坐標(biāo)為(2,2)，(2,4)，(4,4)的位置上，分別依次對9個(gè)待定位標(biāo)簽進(jìn)行定位實(shí)驗(yàn)。9個(gè)待定位標(biāo)簽放在4 mx4 m的正方形區(qū)域內(nèi)，相鄰的待定位標(biāo)簽相互之間相隔2 m,具體布置如圖6所示。
圖6 定位實(shí)驗(yàn)中讀寫器與標(biāo)簽放置的位置
分別對每個(gè)標(biāo)簽到讀寫器的RSSI值測試20次，并記錄其數(shù)據(jù)，通過上述圓周定位算法對得到的RSSI值進(jìn)行處理，得到各個(gè)待定位標(biāo)簽的坐標(biāo)值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。