芯耀
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RSSI測距
RSSI的英文全稱為Received Signal Strength Indication，即接收信號的強度指示?？赏ㄟ^接收到的信號強弱測定信號點與接收點的距離，進而根據(jù)相應數(shù)據(jù)進行定位計算的一種定位技術。
RSSI是射頻信號理論術語，該方法是依據(jù)接收信號能量強度確定距離，對通信信道參數(shù)要求較高。其測距理論是：依據(jù)無線電波或聲波在介質中傳輸，信號功率是隨傳播距離衰減的原理。根據(jù)信標節(jié)點已知信號的發(fā)射功率和節(jié)點接收的信號功率，通過信號與距離之間的衰減模型，就可以計算出節(jié)點間的距離。由于信號傳播的過程中，受到距離和障礙物的影響，信號的功率強度隨之衰減，間接影響精度。所以要求得到良好的精度，短距離才會體現(xiàn)這一點。
需要了解的是，每種測距方法都各有利弊，以下是使用RSSI進行測距的優(yōu)點：
（1） 使用RSSI測距方法的功耗更低；
（2） 成本低。RSSI測距與TOF測距方式相比，對時間系統(tǒng)的要求不高，且不受發(fā)送延遲、天線延遲等因素的影響，無需額外的硬件即可利用對接收無線信號的強度判斷來推到收發(fā)節(jié)點間的距離，因此硬件成本、軟件成本以及時間成本都相對較低；
（3） 使用方式簡單。一般來說，計算接收無線信號強度是商用無線收發(fā)芯片具備的功能，一般使用時只需要配置相關的寄存器或調(diào)用相關API即可。
RSSI測距方式的約束：
（1） 環(huán)境因素的影響。測距精度受障礙物、天氣、非測距信號等諸多因素的影響。舉例來說，若收發(fā)雙方存在障礙物（特別時金屬障礙物）時，電磁波的能量會被衰減；
（2） 無線信道多徑衰落造成的信號能量不穩(wěn)定
（3） 測量精度受天線方向性、天線增益等諸多的影響。
總的來說，RSSI測距適用于測試環(huán)境較空曠、環(huán)境干擾較小的場景，避免安裝在豎井內(nèi)或電磁環(huán)境復雜處，只有這樣才能提高通訊質量，減少背景噪音等不可預測的干擾現(xiàn)象。在實際環(huán)境下，RSSI主要應用于短距離測距、室內(nèi)定位中。
TOF測距
TOF的英文全稱為Time of Flight（空中時間），TOF測距技術是飛行時差測距的方法，傳統(tǒng)的測距技術分為雙向測距技術（Two Way Rang ing ）和單向測距技術（OneWay Ranging）。 TOF測距方法屬于雙向測距技術，它主要利用信號在兩個收發(fā)機之間往返的飛行時間來測量節(jié)點間的距離。
圖1 TOF測距原理
TOF測距優(yōu)點：
（1） TOF 測距的方式為雙向測距，相比于單向測距，會降低測距誤差；
（2） TOF 測距依賴于飛行時間，時間測量精度并不隨著測試距離的增加有明顯變化，性能較為穩(wěn)定，可以精確測量的距離更遠；
TOF測距的誤差分析：
（1） 無線收發(fā)的間隔時間是很短的。在TOF測距方案中，距離測量依賴于時間的測量，但是光速高達30萬公里/秒，較小的時間誤差就會導致較大的距離誤差，因此要獲得精確的距離，對收發(fā)雙方的計時系統(tǒng)要求也就變得很高。
（2） 時間延遲。時間延遲包括發(fā)送延遲、接收延遲以及天線延遲。當測距信號通過數(shù)字和模擬信號處理和調(diào)制后傳輸時，通過無線電的發(fā)射和接收會產(chǎn)生一定的延遲誤差。 天線發(fā)射信號/接收信號會有一定的延遲，且此延遲可能不是均勻的，因為在一個輻射方向所產(chǎn)生的延遲可能會不同于另一個輻射方向，且由于天線質量的差異，不同天線的延遲時間會存在差異。
（3） 多路徑是指發(fā)射信號從發(fā)射機到接收機經(jīng)過多次反射和衍射的現(xiàn)象。當發(fā)射機和接收機之間存在障礙物時，這種影響會變得嚴重。
在實際的應用中，無線信號總會受到很多不穩(wěn)定因素的干擾，在不同的應用環(huán)境中受到的干擾也不相同，這些干擾因素會對無線信號的傳輸存在影響，進而影響通信系統(tǒng)、測距系統(tǒng)或定位系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確性。以測距系統(tǒng)為例，為了讓測距結果更加精確，有必要對各個干擾因素進行驗證，判斷其是否存在規(guī)律，能否通過補償來消除或減小干擾因素對測量結果的影響。
