一种基于蓝牙协议的测距方法.pdf

1、10申请公布号CN104053230A43申请公布日20140917CN104053230A21申请号201410244131422申请日20140604H04W64/00200901H04B5/00200601G06F17/30200601G01S11/0220100171申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号72发明人仇悦席今沈海斌朱超越74专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人邱启旺54发明名称一种基于蓝牙协议的测距方法57摘要本发明专利公开了一种基于蓝牙协议的测距方法，获取主从蓝牙设备交互时的RSSIRECEIVEDSIGNALSTRENGTH

2、INDICATION接收信号强度指示值，经数据挖掘之后，将最终的RSSI值代入RSSI与距离的衰落模型当中，求取距离D。该发明专利应用数据挖掘技术，消除多径效应对RSSI值干扰，大大提高测距精度；该发明专利弥补了现有的测距装置近距离测距功能的缺失，在近距离测距方面精度控制在8CM以内。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图1页10申请公布号CN104053230ACN104053230A1/1页21一种基于蓝牙协议的测距方法，该方法在基于蓝牙协议的测距系统上实现，所述测距系统包括单片机、第一蓝牙模块和安卓系统智

3、能手机等，所述安卓系统智能手机具有第二蓝牙模块，其特征在于，该方法包括以下步骤（1）单片机设置第一蓝牙模块为可见状态，第一蓝牙模块发射信号；（2）安卓系统智能手机通过手机上的第二蓝牙模块接收第一蓝牙模块发出的信号；（3）从第二蓝牙模块接收到的信号中提取RSSI值；（4）将提取的RSSI值设为初始的集合，然后应用KMEANS聚类算法消除多径效应对RSSI值的干扰，得到消除干扰后的RSSI值；（5）将步骤（4）得到的RSSI值代入RSSI与距离的衰落模型当中，从而求得距离D；所述RSSI与距离的衰落模型为；式中，A为第一蓝牙模块和安卓系统智能手机的距离为1米时的信号接收强度，为信号参数因子，A与通

4、过以下方式得到（51）将单片机和第一蓝牙模块置于距离安卓系统智能手机1M、2M、3M、4M、5M、6M、7M处；单片机设置第一蓝牙模块为可见状态，第一蓝牙模块在距离安卓系统智能手机的1M、2M、3M、4M、5M、6M、7M处发射信号；（52）重复步骤（1）（4），对应不同的距离得到不同的RSSI值；（53）根据步骤（52）得到的7个RSSI值和步骤（1）中相应的7个已知距离，通过最小二乘法，得到A与。权利要求书CN104053230A1/2页3一种基于蓝牙协议的测距方法技术领域0001本发明涉及一种基于蓝牙协议的测距方法。背景技术0002众所周知，应用无线技术测量距离的装置有很多种。如大家都熟

5、悉的GPS定位系统，里面就应用到了测距技术；当然，应用蓝牙协议的测距装置同样存在。它们的基本原理是利用蓝牙设备主从机交互时的RSSI值，应用RSSI值与距离的衰落模型，从而换算得出距离。但是，GPS定位方法不适用于室内测距，测距精度很差；而部分蓝牙测距装置应用的是2010年以前的蓝牙协议版本（蓝牙30版本及以下），已经不再适用，并且它们都有共同的缺点定位精度差，近距离测距功能缺失。发明内容0003本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于蓝牙协议的测距方法。0004本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种基于蓝牙协议的测距方法，该方法在基于蓝牙协议的测距系统上实现，所述测距系统包括单片机、

6、第一蓝牙模块和安卓系统智能手机，所述安卓系统智能手机具有第二蓝牙模块，该方法包括以下步骤（1）单片机设置第一蓝牙模块为可见状态，第一蓝牙模块发射信号；（2）安卓系统智能手机通过手机上的第二蓝牙模块接收第一蓝牙模块发出的信号；（3）从第二蓝牙模块接收到的信号中提取RSSI值；（4）将提取的RSSI值设为初始的集合，然后应用KMEANS聚类算法消除多径效应对RSSI值的干扰，得到消除干扰后的RSSI值；（5）将步骤（4）得到的RSSI值代入RSSI与距离的衰落模型当中，从而求得距离D，所述RSSI与距离的衰落模型为；所述衰落模型中的A为第一蓝牙模块和安卓系统智能手机的距离为1米时的信号接收强度，为

7、信号参数因子，A与通过以下方式得到（51）将单片机和第一蓝牙模块置于距离安卓系统智能手机1M、2M、3M、4M、5M、6M、7M处；单片机设置第一蓝牙模块为可见状态，第一蓝牙模块在距离安卓系统智能手机的1M、2M、3M、4M、5M、6M、7M处发射信号；（52）重复步骤（1）（4），对应不同的距离得到不同的RSSI值；（53）根据步骤（52）得到的7个RSSI值和步骤（1）中相应的7个已知距离，通过最小二乘法，得到，A与。0005本发明的有益效果是，运用数据挖掘技术，可以有效地消除多径效应对RSSI值造成的干扰，从而提高测距精度。说明书CN104053230A2/2页4附图说明0006图1是软

8、件的主要模块；图2是实验测试结果图。具体实施方式0007一种基于蓝牙协议的测距方法，该方法在基于蓝牙协议的测距系统上实现，所述测距系统包括单片机、第一蓝牙模块和安卓系统智能手机，所述安卓系统智能手机具有第二蓝牙模块，该方法包括以下步骤（1）求取RSSI与距离的衰落模型中的参数因子A与（11）将单片机和第一蓝牙模块置于距离安卓系统智能手机1M处；（12）单片机设置第一蓝牙模块为可见状态，第一蓝牙模块在距离安卓系统智能手机1M处发射信号；（13）安卓系统智能手机通过手机上的第二蓝牙模块接收第一蓝牙模块发出的信号；（14）从第二蓝牙模块接收到的信号中提取RSSI值；（15）将提取的多个RSSI值设为

9、初始的集合，然后应用KMEANS聚类算法消除多径效应对RSSI值的干扰，得到距离为1M时，消除干扰后的RSSI值为533DBM；（16）将单片机和第一蓝牙模块置于距离安卓系统智能手机2M、3M、4M、5M、6M、7M处，重复步骤（11）（15），对应不同的距离得到不同的RSSI值距离为2M、3M、4M、5M、6M、7M时的RSSI值依次为604DBM，628DBM，654DBM，694DBM，726DBM，751DBM；（17）根据步骤（16）得到的7个RSSI值和步骤（11）中相应的7个已知距离，通过最小二乘法，得到，A524007与24901。0008（2）将第一蓝牙模块置于待测距离处，单

10、片机设置第一蓝牙模块为可见状态，第一蓝牙模块发射信号；（3）安卓系统智能手机通过手机上的第二蓝牙模块接收第一蓝牙模块发出的信号；（4）从步骤（3）中第二蓝牙模块接收到的信号中提取RSSI值；（5）将步骤（4）提取的RSSI值设为初始的集合，然后应用KMEANS聚类算法消除多径效应对RSSI值的干扰，得到消除干扰后的RSSI值；（6）将步骤（5）得到的RSSI值代入RSSI与距离的衰落模型当中，从而求得距离D，所述RSSI与距离的衰落模型为；式中，A524007，24901。0009如图2所示，该方法测得的距离D与实际距离之间的误差在8CM以内。说明书CN104053230A1/1页5图1图2说明书附图CN104053230A