發(fā)布時(shí)間：2017-06-07 09:08

  本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的智能家居系統(tǒng)室內(nèi)定位技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們生活水平的提高和傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的發(fā)展,智能家居正在逐漸走進(jìn)人們的日常生活中。但是傳統(tǒng)的智能家居系統(tǒng)均是通過(guò)嵌入式技術(shù)、傳感器技術(shù)和綜合布線等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)家居設(shè)備的控制和家居環(huán)境的監(jiān)測(cè)。近年來(lái),通過(guò)室內(nèi)定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境中人體和物體數(shù)目及位置等信息的檢測(cè)日益受到重視和廣泛關(guān)注。室內(nèi)定位技術(shù)作為智能家居領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的信息處理技術(shù),是提高家居環(huán)境舒適度、安全度、智能化程度和構(gòu)建高效的智能家居系統(tǒng)的關(guān)鍵。 論文結(jié)合智能家居系統(tǒng)室內(nèi)人員和物品定位的需求,從理論研究、仿真評(píng)估和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證三個(gè)角度出發(fā),針對(duì)基于射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)的室內(nèi)定位算法展開(kāi)深入研究。在對(duì)幾種典型的基于RFID技術(shù)的室內(nèi)定位方法分析研究之后,論文重點(diǎn)研究了經(jīng)典的基于信號(hào)強(qiáng)度指示法(RSSI)的LANDMARC室內(nèi)定位系統(tǒng)及其最近鄰居算法,并針對(duì)算法的不足進(jìn)行改進(jìn),以提高算法定位精度。論文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下： 首先對(duì)經(jīng)典的LANDMARC室內(nèi)定位系統(tǒng)展開(kāi)深入研究,在簡(jiǎn)要介紹了定位系統(tǒng)組成和能級(jí)計(jì)算方法之后,重點(diǎn)分析了系統(tǒng)最近鄰居定位算法的原理和實(shí)現(xiàn)流程,并通過(guò)MATLAB軟件模擬真實(shí)的室內(nèi)環(huán)境,仿真實(shí)現(xiàn)該算法。仿真結(jié)果表明,算法的定位精度主要取決于最近鄰居參考標(biāo)簽數(shù)目k和參考標(biāo)簽的布置密度。當(dāng)最近鄰居參考標(biāo)簽數(shù)目k=4時(shí),算法定位性能最好,最大定位誤差為1.18m,平均定位誤差為0.74m；另外,適當(dāng)?shù)脑黾訁⒖嫉臉?biāo)簽布置密度可以提高系統(tǒng)的定位精度。 其次針對(duì)LANDMARC系統(tǒng)最近鄰居算法引入不良參考標(biāo)簽和計(jì)算權(quán)重時(shí)可能導(dǎo)致分母為零的不足,提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)算法——BPNN-LANDMARC。在詳細(xì)分析了改進(jìn)算法的原理之后,通過(guò)MATLAB軟件對(duì)算法進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,改進(jìn)算法最大定位誤差為0.89m,平均定位誤差為0.56m。相對(duì)于原算法,改進(jìn)算法最大定位誤差下降了24.57%,而平均定位誤差也下降了24.32%。 最后基于S3C6410處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了智能家居系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái),并通過(guò)多線程并發(fā)服務(wù)器和串口通信等軟件程序設(shè)計(jì),將定位算法移植到網(wǎng)關(guān)中,通過(guò)實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證算法的定位性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)算法定位精度比原算法高,很好的驗(yàn)證了算法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：智能家居 室內(nèi)定位 LANDMARC BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) BPNN-LANDMARC
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU855;TN929.5;TP391.44
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究背景及意義11-13
• 1.1.1 課題研究背景11-12
• 1.1.2 課題研究意義12-13
• 1.2 室內(nèi)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 論文主要工作16-17
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 RFID室內(nèi)定位技術(shù)概述19-29
• 2.1 射頻信號(hào)傳播模型19-21
• 2.1.1 射頻信號(hào)傳播特性19
• 2.1.2 自由空間傳播模型19-20
• 2.1.3 室內(nèi)空間傳播模型20-21
• 2.2 RFID技術(shù)概述21-24
• 2.2.1 RFID系統(tǒng)構(gòu)成21-23
• 2.2.2 RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)23-24
• 2.2.3 RFID系統(tǒng)工作原理24
• 2.3 基于RFID的室內(nèi)定位方法24-28
• 2.3.1 基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間法24-25
• 2.3.2 基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間差法25-26
• 2.3.3 基于信號(hào)到達(dá)角度法26-27
• 2.3.4 基于信號(hào)強(qiáng)度指示法27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 LANDMARC室內(nèi)定位系統(tǒng)及算法研究29-38
• 3.1 LANDMARC室內(nèi)定位系統(tǒng)29-31
• 3.1.1 系統(tǒng)概述29-30
• 3.1.2 系統(tǒng)能級(jí)計(jì)算方法30-31
• 3.2 LANDMARC室內(nèi)定位算法原理31-33
• 3.3 LANDMARC算法仿真與結(jié)果分析33-36
• 3.3.1 仿真模型33-34
• 3.3.2 最近鄰居參考標(biāo)簽數(shù)目k的取值對(duì)定位精度的影響34-35
• 3.3.3 參考標(biāo)簽分布密度對(duì)定位精度的影響35-36
• 3.4 LANDMARC算法優(yōu)缺點(diǎn)36-37
• 3.4.1 LANDMARC算法優(yōu)點(diǎn)36
• 3.4.2 LANDMARC算法不足36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)算法研究38-52
• 4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述38-41
• 4.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)算法41-43
• 4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和模型訓(xùn)練43-46
• 4.3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模43-45
• 4.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練45-46
• 4.4 改進(jìn)算法仿真結(jié)果分析46-51
• 4.4.1 改進(jìn)算法粗定位誤差46-47
• 4.4.2 改進(jìn)算法精確定位誤差47-51
• 4.4.3 算法時(shí)間復(fù)雜度分析51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 智能家居室內(nèi)定位系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)52-66
• 5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52-53
• 5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53-58
• 5.2.1 室內(nèi)定位子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53-55
• 5.2.2 智能家居系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)55-58
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)58-62
• 5.3.1 定位算法C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)58
• 5.3.2 socket多線程并發(fā)服務(wù)器設(shè)計(jì)58-61
• 5.3.3 串口通信程序設(shè)計(jì)61-62
• 5.4 系統(tǒng)測(cè)試及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析62-65
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境布置62-63
• 5.4.2 設(shè)備IP地址分配63-64
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析64-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第六章 總結(jié)和展望66-68
• 6.1 論文工作總結(jié)66-67
• 6.2 未來(lái)工作展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 章堅(jiān)武;顏歡;包建榮;;智能家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)及其物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年18期

2 謝曉佳;程麗君;王勇;;基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的井下人員跟蹤定位系統(tǒng)[J];煤炭學(xué)報(bào);2007年08期

  本文關(guān)鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的智能家居系統(tǒng)室內(nèi)定位技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：428641