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用RSSI/TOF判断距离靠谱吗?浅谈RSSI/TOF测距优劣

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RSSI测距


RSSI测距
RSSI的英文全称为Received SignalStrength Indication,即接收信号的强度指示。可通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离,进而根


RSSI测距
RSSI的英文全称为Received SignalStrength Indication,即接收信号的强度指示。可通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离,进而根据相应数据进行定位计算的一种定位技术。

RSSI概述图

RSSI概述图


测距理论

RSSI对通信信道参数要求较高,其测距理论是:依据无线电波或声波在介质中传输,信号功率是随传播距离衰减的原理。根据信标节点已知信号的发射功率和节点接收的信号功率,通过信号与距离之间的衰减模型,就可以计算出节点间的距离。但由于信号传播的过程中,受到距离和障碍物的影响,信号的功率强度随之衰减,会间接影响精度。
需要了解的是,每种测距方法都各有利弊。


RSSI测距方式的优势


RSSI测距方式的约束


结论

总的来说,RSSI测距适用于测试环境较空旷、环境干扰较小的场景,避免安装在竖井内或电磁环境复杂处,只有这样才能提高通讯质量,减少背景噪音等不可预测的干扰现象。在实际环境下,RSSI主要应用于短距离测距、室内定位中。

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TOF测距


TOF的英文全称为Time of Flight(空中时间),TOF测距技术是飞行时差测距的方法,传统的测距技术分为双向测距技术(Two WayRang ing )和单向测距技术(OneWay Ranging)。TOF测距方法属于双向测距技术,它主要利用信号在两个收发机之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。

TOF测距原理

图1  TOF测距原理

TOF测距的主要优势


TOF测距的误差分析

1、无线收发的间隔时间是很短的。在TOF测距方案中,距离测量依赖于时间的测量,但是光速高达30万公里/秒,较小的时间误差就会导致较大的距离误差,因此要获得精确的距离,对收发双方的计时系统要求也就变得很高。


2、时间延迟。时间延迟包括发送延迟、接收延迟以及天线延迟。当测距信号通过数字和模拟信号处理和调制后传输时,通过无线电的发射和接收会产生一定的延迟误差。天线发射信号/接收信号会有一定的延迟,且此延迟可能不是均匀的,因为在一个辐射方向所产生的延迟可能会不同于另一个辐射方向,且由于天线质量的差异,不同天线的延迟时间会存在差异。


3、多路径是指发射信号从发射机到接收机经过多次反射和衍射的现象。当发射机和接收机之间存在障碍物时,这种影响会变得严重。

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小结


在实际的应用中,无线信号总会受到很多不稳定因素的干扰,在不同的应用环境中受到的干扰也不相同,这些干扰因素会对无线信号的传输存在影响,进而影响通信系统、测距系统或定位系统的稳定性和准确性。

以测距系统为例,为了让测距结果更加精确,有必要对各个干扰因素进行验证,判断其是否存在规律,能否通过补偿来消除或减小干扰因素对测量结果的影响。


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