【经验】如何利用EFR32MG24中的RSSI值推断发射器与接收器之间的距离

时间： 2022-12-14 来源：世强

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RSSI就是接收信号强度指示器，俗称信号强度。单位是dBm，因此负值越大，则表明设备之间距离越远。所以我们可以通过RSSI 的值可⽤于推断设备之间的距离，设备指的是两个基于蓝牙通信的接收端与发射端设备。

然而RSSI的距离测量的准确性，会受到射设备的输出功率、接收设备的性能、障碍物等因素的影响。再者RSSI和距离之间的关系是非线性的，不精确的。即使固定距离上， RSSI 值也可能变化。因此需要通过优化算法计算RSSI平均值，来提⾼准确性。本文将介绍如何利用芯科蓝牙SOC FR32MG24中的RSSI值推断发射器与接收器之间的距离。

RSSI与距离转换测量建立RSSI 和距离之间的⽐例。可以参考https://altbeacon.github.io/android-beacon-library/distance-calculations.html 指南中介绍的测量和计算步骤。

基于信号强度 (RSSI) 的最准确距离测算可以通过针对特定设备的已知距离/RSSI 值表进⾏功率⽐对来获得。

具体的代码实现如下：

#define D_AVE_LENGTH 20

static float rssi_average(float r)

{

static int index = -1;

static float buffer[D_AVE_LENGTH];

static float sum = 0;

float r_a = 0;

int i = 0;

if(index == -1){

//initialize

for(i = 0; i < D_AVE_LENGTH; i++){

buffer[i] = r;

}

sum = r*D_AVE_LENGTH;

index = 0;

} else {

sum -= buffer[index];

buffer[index] = r;

sum += r;

index++;

if(index >= D_AVE_LENGTH){

index = 0;

}

r_a = sum/D_AVE_LENGTH;

//app_log("index:%d\tr:%f\tsum:%f\tr_f:%f\t\r\n", index, r, sum, r_a);

return r_a;

}

首先采集一段时间内的RSSI值，共采集20次，求其平均值；将采集的RSSI值放在r_a中；

对于不同的距离，采用不同的算法公式。这是芯科蓝⽛协议栈在距离分别在 1 m 以内或⼤于 1 m 的情况下使⽤的更接近现实的公式。

d – 估计距离（⽶）

t – 1⽶时的RSSI值（dBm)

r – 实际测量出来的RSSI(dBm)

A - 常量参数, 0.7

B - 常量参数, 5.1

C - 常量参数, 0.111

上面的值可以做参考，具体有关如何计算公式常数 A、B 和 C，请参阅⽂档计算公式常数：https://altbeacon.github.io/android-beacon-library/distance-calculations2.html

因此根据RSSI求距离的算法，计算实际的距离；代码实现如下：

static float app_rssi_to_distance(float tx_power, float rssi)

{

float scalerP = 0.7;

float expScalerP = 5.1;

float ratio = rssi * 1.0f / tx_power;

if (ratio <= 1.0f) {

return(powf(ratio, 10.0f));

} else {

return(scalerP * powf(ratio, expScalerP) + 0.111f);

}

以上就是通过蓝牙的RSSI值，来判断距离的方法。

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产品型号	品类	Protocol Stack	Frequency Band @ Max TX Power(GHz@dBm)	Flash(kB)	RAM(kB)	GPIO(个数)	Operating Temperature(℃)	Storage Temperature(℃)	Pin Count	AVDD Supply Voltage(V)
EFR32MG12P433F1024GL125-C	Gecko Multi-Protocol Wireless SoC	Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN	2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm	1024kB	256kB	65	-40℃~85℃	-50℃~150℃	BGA125	1.8V~3.8V

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