低功耗藍(lán)牙組網(wǎng)和定位技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-11-10 14:24
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展,智能化移動終端設(shè)備和短距離無線通信技術(shù)得到了飛速的進(jìn)步,物聯(lián)網(wǎng)概念的提出,使得基于位置的服務(wù)(Location Based Service,LBS)成為近年來人們需求的熱點。室內(nèi)位置指紋定位技術(shù)的出現(xiàn)和新一代低功耗藍(lán)牙規(guī)范(Bluetooth Low-Energy,BLE)的推出,BLE技術(shù)以其發(fā)射功率低,性能高的特性,主流智能設(shè)備全面支持,讓室內(nèi)高精度定位的實現(xiàn)成為了可能。本文針對室內(nèi)定位的問題,提出了網(wǎng)絡(luò)側(cè)的低功耗藍(lán)牙組網(wǎng)定位系統(tǒng)方案以及藍(lán)牙WiFi融合定位系統(tǒng),主要研究工作如下:(1)本文基于尋息S1 iBeacon組網(wǎng)搭建實驗硬件系統(tǒng),以Android手機為移動信息采集平臺,采集各個藍(lán)牙節(jié)點RSS,將特征向量樣本數(shù)據(jù)通過加權(quán)均值處理存入數(shù)據(jù)庫,構(gòu)建室內(nèi)定位指紋庫,通過服務(wù)器端使用定位算法進(jìn)行實時定位。(2)從RSS的空間分布特性以及環(huán)境的影響等方面對RSS特性進(jìn)行仿真分析,并針對指紋采集的不足在節(jié)點部署,算法改進(jìn)上做了優(yōu)化,然后對實時用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行基于k-最近鄰算法(k-NearestNeighbor,k-NN)的指紋定位。實驗結(jié)果表明系統(tǒng)平均誤差為1....
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2藍(lán)牙工作頻段和廣播信道??
會產(chǎn)生相應(yīng)的多徑衰落。所以接收到的信號受到對數(shù)距離損耗、室內(nèi)陰影衰落和??多徑損耗等功率衰減的情況下,信號強度會圍繞實際RSS曲線上下波動。引用??百度百科陰影效應(yīng)的一張圖,如圖2-4所示,該示意圖中,粗線是一組理想信號??數(shù)據(jù),而細(xì)線是信號在傳播過程中受到室內(nèi)環(huán)境因素影響而產(chǎn)生的功率變化。室??內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變,如果直接用接收終端傳回的藍(lán)牙節(jié)點RSS進(jìn)行實時定位的話,??顯然會受到功率衰減的影響,導(dǎo)致定位的準(zhǔn)確性大大降低,通過先驗概率模型對??室內(nèi)系統(tǒng)模型進(jìn)行計算是不合適的,所以我們采用了一種后驗概率模型的方法,??位置指紋法。??牛??-iTOk?/?^麟腦錄臟??傳播距離??圖2-4信號在室內(nèi)環(huán)境信號強度??10??
紋定位算法應(yīng)運而生,指紋定位算法能夠很好的利用反射折射所提供的信號指??數(shù),離線通過機器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練成信號強度數(shù)據(jù)庫,再通過在線定位實時測量??RSSI值與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配來估計和計算位置信息,如圖2-5為一個典型的指紋??定位系統(tǒng)。??((f)??A?AP1??TU>^--T ̄?rm?AP2??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?i??n__(0?\??RP?RP?RP?K?HRP?RP?RP?RP??..._?屢——^__?__?__./S??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?&?_??"?"?"?"?n?n?n?°?n?^?^??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?^Server??RP?RpI?/?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP??RP?卜?RP?RP?RP?RP?RP?RP??AP4RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP??r?^?__?^?_?__?^_???(JrP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP??j?|?I?|?I?[?j?[?(。?AP3??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?jj??圖2-5典型指紋定位系統(tǒng)??“位置指紋”把用戶在室內(nèi)環(huán)境下的位置信息與生活中的“指紋”結(jié)合了起??來,相似的,一個位置相關(guān)一個特定的指紋。室內(nèi)定位中的指紋信息是多維的,??當(dāng)待定位設(shè)備在等待接收信息,此時指紋信息就是這個信息的多個特征,如信號??強度RSS,然后待定位節(jié)點通過接受無線傳感器節(jié)點的信號信息,根據(jù)檢測到的??特征來估算自身的位置
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]BDS/GPS組合導(dǎo)航接收機自主完好性監(jiān)測算法[J]. 王爾申,楊福霞,龐濤,曲萍萍,藍(lán)曉宇,姜毅. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[2]自適應(yīng)AP選擇無線室內(nèi)定位算法[J]. 朱瓊瓊,李平,楊程,胡檢華. 計算機工程與應(yīng)用. 2018(14)
[3]基于可靠AP選擇和深度置信網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位算法[J]. 李新春,郭欣欣. 計算機應(yīng)用研究. 2018(08)
[4]室內(nèi)定位技術(shù)與應(yīng)用綜述[J]. 裴凌,劉東輝,錢久超. 導(dǎo)航定位與授時. 2017(03)
[5]智能室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[J]. 陳立偉,黃璐,曹歡. 應(yīng)用科技. 2017(06)
[6]基于iBeacon和多自由度MEMS的室內(nèi)融合定位技術(shù)研究[J]. 謝紅,曹歡,劉利國. 應(yīng)用科技. 2017(05)
[7]基于多指紋聯(lián)合匹配的混合定位算法[J]. 侯振寰,馬永濤,姜啟登,竇智. 計算機工程與科學(xué). 2017(04)
[8]面向非視距環(huán)境的室內(nèi)定位算法[J]. 毛科技,鄔錦彬,金洪波,苗春雨,夏明,陳慶章. 電子學(xué)報. 2016(05)
[9]一種基于傳播模型和位置指紋的混合室內(nèi)定位方法[J]. 崔斌,趙西安. 測繪通報. 2015(06)
[10]一種改進(jìn)的基于信號強度的WLAN定位方法[J]. 孫善武,王楠,陳堅. 計算機科學(xué). 2014(06)
博士論文
[1]異構(gòu)無線系統(tǒng)室內(nèi)外無縫定位技術(shù)研究[D]. 鄒德岳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于壓縮感知的RSS室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 馮辰.北京交通大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于WiFi的室內(nèi)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 王田芳.南京郵電大學(xué) 2017
[2]基于RSSI位置指紋的Wi-Fi室內(nèi)定位模型研究與算法實現(xiàn)[D]. 杜雅鋒.吉林大學(xué) 2017
[3]基于WiFi/藍(lán)牙融合的室內(nèi)定位算法研究[D]. 劉沛豐.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于位置指紋的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 馬寬紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于位置指紋的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 李林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于位置指紋與慣性測量的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 姜啟登.天津大學(xué) 2017
[7]基于WLAN位置指紋與慣性傳感器的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 張旭.華東師范大學(xué) 2016
[8]基于藍(lán)牙與PDR融合的智能手機室內(nèi)定位與跟蹤算法研究[D]. 韓琪.杭州電子科技大學(xué) 2016
[9]基于藍(lán)牙的智能硬件傳感器數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究[D]. 陳少勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[10]智能手機室內(nèi)定位技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 劉志達(dá).華南理工大學(xué) 2015
本文編號:3487430
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:114 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2藍(lán)牙工作頻段和廣播信道??
會產(chǎn)生相應(yīng)的多徑衰落。所以接收到的信號受到對數(shù)距離損耗、室內(nèi)陰影衰落和??多徑損耗等功率衰減的情況下,信號強度會圍繞實際RSS曲線上下波動。引用??百度百科陰影效應(yīng)的一張圖,如圖2-4所示,該示意圖中,粗線是一組理想信號??數(shù)據(jù),而細(xì)線是信號在傳播過程中受到室內(nèi)環(huán)境因素影響而產(chǎn)生的功率變化。室??內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變,如果直接用接收終端傳回的藍(lán)牙節(jié)點RSS進(jìn)行實時定位的話,??顯然會受到功率衰減的影響,導(dǎo)致定位的準(zhǔn)確性大大降低,通過先驗概率模型對??室內(nèi)系統(tǒng)模型進(jìn)行計算是不合適的,所以我們采用了一種后驗概率模型的方法,??位置指紋法。??牛??-iTOk?/?^麟腦錄臟??傳播距離??圖2-4信號在室內(nèi)環(huán)境信號強度??10??
紋定位算法應(yīng)運而生,指紋定位算法能夠很好的利用反射折射所提供的信號指??數(shù),離線通過機器學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練成信號強度數(shù)據(jù)庫,再通過在線定位實時測量??RSSI值與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配來估計和計算位置信息,如圖2-5為一個典型的指紋??定位系統(tǒng)。??((f)??A?AP1??TU>^--T ̄?rm?AP2??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?i??n__(0?\??RP?RP?RP?K?HRP?RP?RP?RP??..._?屢——^__?__?__./S??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?&?_??"?"?"?"?n?n?n?°?n?^?^??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?^Server??RP?RpI?/?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP??RP?卜?RP?RP?RP?RP?RP?RP??AP4RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP??r?^?__?^?_?__?^_???(JrP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP??j?|?I?|?I?[?j?[?(。?AP3??RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?RP?jj??圖2-5典型指紋定位系統(tǒng)??“位置指紋”把用戶在室內(nèi)環(huán)境下的位置信息與生活中的“指紋”結(jié)合了起??來,相似的,一個位置相關(guān)一個特定的指紋。室內(nèi)定位中的指紋信息是多維的,??當(dāng)待定位設(shè)備在等待接收信息,此時指紋信息就是這個信息的多個特征,如信號??強度RSS,然后待定位節(jié)點通過接受無線傳感器節(jié)點的信號信息,根據(jù)檢測到的??特征來估算自身的位置
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]BDS/GPS組合導(dǎo)航接收機自主完好性監(jiān)測算法[J]. 王爾申,楊福霞,龐濤,曲萍萍,藍(lán)曉宇,姜毅. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2018(04)
[2]自適應(yīng)AP選擇無線室內(nèi)定位算法[J]. 朱瓊瓊,李平,楊程,胡檢華. 計算機工程與應(yīng)用. 2018(14)
[3]基于可靠AP選擇和深度置信網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位算法[J]. 李新春,郭欣欣. 計算機應(yīng)用研究. 2018(08)
[4]室內(nèi)定位技術(shù)與應(yīng)用綜述[J]. 裴凌,劉東輝,錢久超. 導(dǎo)航定位與授時. 2017(03)
[5]智能室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[J]. 陳立偉,黃璐,曹歡. 應(yīng)用科技. 2017(06)
[6]基于iBeacon和多自由度MEMS的室內(nèi)融合定位技術(shù)研究[J]. 謝紅,曹歡,劉利國. 應(yīng)用科技. 2017(05)
[7]基于多指紋聯(lián)合匹配的混合定位算法[J]. 侯振寰,馬永濤,姜啟登,竇智. 計算機工程與科學(xué). 2017(04)
[8]面向非視距環(huán)境的室內(nèi)定位算法[J]. 毛科技,鄔錦彬,金洪波,苗春雨,夏明,陳慶章. 電子學(xué)報. 2016(05)
[9]一種基于傳播模型和位置指紋的混合室內(nèi)定位方法[J]. 崔斌,趙西安. 測繪通報. 2015(06)
[10]一種改進(jìn)的基于信號強度的WLAN定位方法[J]. 孫善武,王楠,陳堅. 計算機科學(xué). 2014(06)
博士論文
[1]異構(gòu)無線系統(tǒng)室內(nèi)外無縫定位技術(shù)研究[D]. 鄒德岳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于壓縮感知的RSS室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 馮辰.北京交通大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于WiFi的室內(nèi)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 王田芳.南京郵電大學(xué) 2017
[2]基于RSSI位置指紋的Wi-Fi室內(nèi)定位模型研究與算法實現(xiàn)[D]. 杜雅鋒.吉林大學(xué) 2017
[3]基于WiFi/藍(lán)牙融合的室內(nèi)定位算法研究[D]. 劉沛豐.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于位置指紋的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 馬寬紅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[5]基于位置指紋的WiFi室內(nèi)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 李林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于位置指紋與慣性測量的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 姜啟登.天津大學(xué) 2017
[7]基于WLAN位置指紋與慣性傳感器的室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 張旭.華東師范大學(xué) 2016
[8]基于藍(lán)牙與PDR融合的智能手機室內(nèi)定位與跟蹤算法研究[D]. 韓琪.杭州電子科技大學(xué) 2016
[9]基于藍(lán)牙的智能硬件傳感器數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)研究[D]. 陳少勇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[10]智能手機室內(nèi)定位技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D]. 劉志達(dá).華南理工大學(xué) 2015
本文編號:3487430
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