引 言

隨著電子產(chǎn)品設(shè)備的普及，手持設(shè)備（手機(jī)、平板電腦等） 的人均擁有數(shù)量增多，設(shè)備日趨微型化，經(jīng)常發(fā)生急于尋找某種設(shè)備卻不能快速準(zhǔn)確找到的情況，影響了人們生活或工作的效率。雖然這些設(shè)備使用方便，但丟失之后難以尋找。特別是盲人人群，由于無(wú)法直接看到，因此尋找東西對(duì)于他們來(lái)說(shuō)更為困難。為解決這一問(wèn)題，目前成熟的產(chǎn)品可將定位的RFID 標(biāo)簽以貼片形式置于設(shè)備上，但該做法并不安全，被人撿到后易被撕下，在使用過(guò)程中也有可能被磨損或丟失。還有一種是藍(lán)牙追蹤器，采用黏膠或夾扣的形式附加在設(shè)備上，但使用和攜帶不便，容易損壞，且受藍(lán)牙無(wú)線傳輸距離的限制，使得上述裝置具有一定的局性限。也有一些無(wú)線尋物裝置，可以方便尋找物品，通過(guò)智能終端發(fā)送命令來(lái)控制裝置發(fā)聲或發(fā)光， 但缺少反饋設(shè)備所在位置信息以及語(yǔ)音播報(bào)功能。

1 語(yǔ)音尋物探測(cè)方法的具體實(shí)現(xiàn)

WiFi 語(yǔ)音尋物探測(cè)基于RSSI 三角定位算法，將處于同一個(gè)WLAN 的無(wú)線路由器、探測(cè)節(jié)點(diǎn)與被測(cè)節(jié)點(diǎn)（文章中三個(gè)節(jié)點(diǎn)的編號(hào)分別為 1、3、2）定義為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，分別測(cè)量出探測(cè)節(jié)點(diǎn)與路由器間的距離、被測(cè)節(jié)點(diǎn)與路由器間的距離，進(jìn)行位置定位。繼而可根據(jù)這一算法編制軟件，嵌入到硬件模塊中，制成WiFi 語(yǔ)音尋物探測(cè)裝置。該產(chǎn)品定位準(zhǔn)確、搜索速度快，又有語(yǔ)音提示，勢(shì)必會(huì)成為一款具有廣闊市場(chǎng)前景的新產(chǎn)品。

三角定位原理的實(shí)現(xiàn)思想是無(wú)線路由器與被測(cè)節(jié)點(diǎn)位置固定，探測(cè)節(jié)點(diǎn)處于移動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)RSSI技術(shù)，首先分別計(jì)算出被測(cè)節(jié)點(diǎn)、探測(cè)節(jié)點(diǎn)與無(wú)線路由器間的距離 d21和 d31。如果要使三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形，那么被測(cè)節(jié)點(diǎn)與探測(cè)結(jié)點(diǎn)間的距離 d23 應(yīng)滿足公式（1）：

|d21 － d31|< d23< d21+d31（1） 

先給 d23選出一個(gè)最大值，根據(jù)三邊關(guān)系，計(jì)算出邊 21與邊 31 的夾角 α。接下來(lái)，假設(shè)邊 21 與邊 31 的夾角成 90 ， 與推算出的 d23 進(jìn)行比較。如果結(jié)果大于 d23，此時(shí)再引入一個(gè)方位傳感器，在它的幫助下適當(dāng)調(diào)小夾角 α 的值。循環(huán)計(jì)算與比較，直至逐步接近目標(biāo)為止。

三角定位原理示意圖如圖 1 所示。

探測(cè)方法主要包括以下步驟：

將探測(cè)裝置置于可移動(dòng)物體（類(lèi)似遙控小車(chē)）上， 由探測(cè)裝置根據(jù)設(shè)備的MAC 地址，確定要搜索的目標(biāo)，開(kāi)啟定位請(qǐng)求。

測(cè)出被測(cè)節(jié)點(diǎn)與探測(cè)節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度 RSSI的值。

分別計(jì)算出無(wú)線路由器節(jié)點(diǎn)與被測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的距離以及無(wú)線路由器節(jié)點(diǎn)與探測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的距離。

在公式（2）中，d 表示無(wú)線路由器節(jié)點(diǎn)與被測(cè)節(jié)點(diǎn)或探測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的距離；n 表示信號(hào)傳播系數(shù)；A 表示被測(cè)節(jié)點(diǎn)或探測(cè)節(jié)點(diǎn)與無(wú)線路由器節(jié)點(diǎn)相距 1 m 時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度。其中，A 的值通過(guò)測(cè)量距離路由器 1 m 處的RSSI 值得到。

（6）進(jìn)行聲、光報(bào)告，結(jié)束搜索過(guò)程。

尋物探測(cè)流程如圖 2 所示。

2 方法的改進(jìn) 

在不同的環(huán)境下，可能存在不同的信號(hào)干擾，采用節(jié)點(diǎn)之 間的 RSSI 值估算距離必定存在一定的誤差，可以根據(jù)特定的 環(huán)境對(duì)步驟（3）中測(cè)量到的距離采用傳統(tǒng)最小二乘法進(jìn)行修正， 得到修正后的距離 d ：

其中，n 表示信號(hào)傳播系數(shù)。設(shè)無(wú)線路由器節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為（X1， Y1），探測(cè)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為（X3，Y3）；以無(wú)線路由器節(jié)點(diǎn)為圓心，以 無(wú)線路由器節(jié)點(diǎn)和探測(cè)節(jié)點(diǎn)相連構(gòu)成的邊為半徑，以（X3，Y3） 為焦點(diǎn)，在其附近取 m 個(gè)取樣點(diǎn)，坐標(biāo)分別為（X31，Y31），（X32， Y32），…，（X3m，Y3m），可分別得到 a、b 的值。

3 該探測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)分析 

該方法利用接入在生活區(qū)域或工作區(qū)域里無(wú)處不在的 WiFi 信號(hào)，開(kāi)啟搜索設(shè)備的 WiFi 功能，該裝置可利用無(wú)線信 號(hào)的空間傳遞性，將被尋物信息向四面八方發(fā)送，自動(dòng)掃描 附近熱點(diǎn)設(shè)備。搜索原理是利用每一個(gè) WiFi 熱點(diǎn)獨(dú)一無(wú)二的 MAC 地址，在搜索到目標(biāo)設(shè)備后，立即上傳設(shè)備位置信息給 裝置。同時(shí)，通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)功能把位置和距離通知給搜尋者。 根據(jù)語(yǔ)音提示，不斷調(diào)整搜索方位，縮小距離，直至最終找 到目標(biāo)。 

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展與普及滲透，現(xiàn)在家庭生 活或工作領(lǐng)域中越來(lái)越多的智能設(shè)備都具有開(kāi)啟 WiFi 信號(hào)， 連入附近無(wú)線局域網(wǎng) WLAN 的功能。為此，設(shè)計(jì)一種快速尋 物方法，利用 WiFi 信號(hào)穿透性強(qiáng)，傳輸距離能夠達(dá)到 150 m， 遠(yuǎn)超藍(lán)牙或紅外傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，再借助傳感器及時(shí)感應(yīng)位置信 息，顯示尋物路徑，進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的語(yǔ)音播報(bào)，帶給人們（尤 其是盲人群體）尋物的便利。