本文關(guān)鍵詞：基于低功耗藍(lán)牙的室內(nèi)定位技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 室內(nèi)定位 CC2540 RSSI 三環(huán)定位算法

【摘要】：傳統(tǒng)的定位技術(shù)主要應(yīng)用在室外場景下,相應(yīng)的技術(shù)主要包括GPS(Global Positioning System)定位系統(tǒng),北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)等,然而隨著社會的需要,人們逐漸提出在室內(nèi)條件下也需要精確定位的要求,因此,定位的“最后一米”——室內(nèi)定位技術(shù)便開始新興起來。當(dāng)前技術(shù)下的室內(nèi)定位技術(shù)有很多種,包括Wi Fi定位、Zig Bee定位等,本文研究的是基于低功耗藍(lán)牙CC2540的室內(nèi)定位系統(tǒng),該系統(tǒng)主要分為兩大模塊,一是室內(nèi)定位系統(tǒng)的搭建,包括藍(lán)牙基站子系統(tǒng)和藍(lán)牙集中器子系統(tǒng)的搭建,其中藍(lán)牙基站子系統(tǒng)主要完成藍(lán)牙基站布局和向藍(lán)牙集中器發(fā)送定位信息的功能;藍(lán)牙集中器主要完成藍(lán)牙連接建立、藍(lán)牙組網(wǎng)和承載定位算法的功能。二是定位算法的實(shí)現(xiàn),該算法由兩個子算法組成,一是測距算法,二是三環(huán)定位算法。測距算法使用基于接收信號強(qiáng)度RSSI(Received Signal Strength Indication)值的方法,即通過RSSI值和室內(nèi)電磁波傳播損耗模型計算出兩藍(lán)牙設(shè)備間的距離。該方法簡單易行,但缺點(diǎn)是藍(lán)牙信號RSSI值受環(huán)境的影響比較大,有波動,因此本文在建立模型之前首先研究了影響RSSI值的環(huán)境因素,包括空氣濕度、藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率、其它電磁波的干擾等,然后分析了電磁波的傳輸機(jī)理,最后建立了最符合實(shí)際的電磁波室內(nèi)傳播損耗模型。三環(huán)定位算法是本文提出的一種全新的定位算法,算法思想為:首先,根據(jù)RSSI值大小在室內(nèi)找出距離待測人員最近的三個藍(lán)牙節(jié)點(diǎn),然后以這三個藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)為圓心,藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)與待測人員距離為半徑確定三個圓環(huán),其中圓環(huán)的寬度為給定誤差值,最后根據(jù)這三個圓環(huán)的重疊部分利用加權(quán)的多邊形質(zhì)心算法得出待測人員坐標(biāo)。算法原理分析結(jié)束后,本文進(jìn)行了具體的定位實(shí)驗(yàn),結(jié)果得出,本算法平均誤差達(dá)到1.6米左右,該結(jié)果有力地驗(yàn)證了本算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)定位 CC2540 RSSI 三環(huán)定位算法
【學(xué)位授予單位】：寧波大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 引言7-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 課題研究背景與意義8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢9-10
• 1.3 本文的主要內(nèi)容安排10-11
• 2 藍(lán)牙軟硬件及藍(lán)牙組網(wǎng)設(shè)計11-22
• 2.1 藍(lán)牙簡介11-12
• 2.2 藍(lán)牙 4.0 硬件及最小系統(tǒng)設(shè)計12-13
• 2.2.1 藍(lán)牙 4.0 硬件12-13
• 2.2.2 藍(lán)牙 4.0 最小系統(tǒng)設(shè)計13
• 2.3 藍(lán)牙 4.0 軟件13-20
• 2.3.1 藍(lán)牙 4.0 軟件總體架構(gòu)13-16
• 2.3.2 藍(lán)牙 4.0 協(xié)議棧16-17
• 2.3.3 OSAL操作系統(tǒng)17-20
• 2.4 藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)設(shè)計20-21
• 2.5 總結(jié)21-22
• 3 無線室內(nèi)定位技術(shù)22-32
• 3.1 室內(nèi)定位技術(shù)分類22-23
• 3.2 測距方法23-27
• 3.2.1 TOA方法23-24
• 3.2.2 TDOA方法24-25
• 3.2.3 AOA方法25-26
• 3.2.4 RSSI方法26-27
• 3.3 定位算法27-31
• 3.3.1 三邊測量法27-28
• 3.3.2 三角測量法28-29
• 3.3.3 加權(quán)質(zhì)心算法29-30
• 3.3.4 極大似然估計法30-31
• 3.4 總結(jié)31-32
• 4 電磁波的室內(nèi)傳播模型32-40
• 4.1 電磁波傳播機(jī)理32-33
• 4.2 信道衰落統(tǒng)計模型33-34
• 4.2.1 瑞利分布33
• 4.2.2 萊斯分布33-34
• 4.2.3 對數(shù)正態(tài)分布34
• 4.3 典型電磁波傳播模型34-36
• 4.3.1 自由空間傳播模型34-35
• 4.3.2 對數(shù)距離路徑損耗模型35-36
• 4.4 環(huán)境影響因素分析36-38
• 4.5 室內(nèi)定位誤差指標(biāo)38-39
• 4.5.1 均方誤差法38
• 4.5.2 圓概率誤差法(CEP)38-39
• 4.5.3 誤差累積分布函數(shù)39
• 4.6 總結(jié)39-40
• 5 低功耗藍(lán)牙室內(nèi)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)40-48
• 5.1 系統(tǒng)需求分析40
• 5.2 硬件平臺40-41
• 5.3 系統(tǒng)總體框架41-42
• 5.4 藍(lán)牙基站子系統(tǒng)42-45
• 5.4.1 藍(lán)牙基站布局42-43
• 5.4.2 藍(lán)牙基站功能實(shí)現(xiàn)43-45
• 5.5 藍(lán)牙集中器子系統(tǒng)45-47
• 5.5.1 與藍(lán)牙基站建立連接45-46
• 5.5.2 藍(lán)牙組網(wǎng)設(shè)計46-47
• 5.6 總結(jié)47-48
• 6 定位算法的實(shí)現(xiàn)48-56
• 6.1 改進(jìn)的RSSI測距算法48-50
• 6.1.1 改進(jìn)的RSSI測距算法原理48
• 6.1.2 改進(jìn)的RSSI測距實(shí)驗(yàn)48-50
• 6.2 三環(huán)定位算法50-55
• 6.2.1 三環(huán)定位算法原理50-54
• 6.2.2 三環(huán)定位算法實(shí)驗(yàn)54-55
• 6.3 總結(jié)55-56
• 7 結(jié)論與展望56-58
• 7.1 工作總結(jié)56-57
• 7.2 工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 在學(xué)研究成果61-62
• 摘要62-63
• 英文摘要63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 羅慶生,韓寶玲;一種基于超聲波與紅外線探測技術(shù)的測距定位系統(tǒng)[J];計算機(jī)測量與控制;2005年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張明華;基于WLAN的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2009年

，

本文編號：1081011