基于信號(hào)強(qiáng)度的WIFI室內(nèi)定位算法研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:基于信號(hào)強(qiáng)度的WIFI室內(nèi)定位算法研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著無線技術(shù)的發(fā)展和智能化時(shí)代的到來,位置服務(wù)作為戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)已廣泛進(jìn)入人們生活。目前,在室外環(huán)境下,GPS和北斗系統(tǒng)可以提供準(zhǔn)確的定位導(dǎo)航服務(wù),衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)室內(nèi)區(qū)域時(shí)發(fā)生嚴(yán)重衰減,無法實(shí)現(xiàn)定位服務(wù);赪IFI室內(nèi)定位技術(shù)主要利用無線信號(hào)在信道中傳播發(fā)生衰減原理實(shí)現(xiàn)位置估算;谛盘(hào)強(qiáng)度(RSSI)的WIFI室內(nèi)定位技術(shù)主要有基于測(cè)距和無需測(cè)距兩種;跍y(cè)距方法利用路徑損耗模型,將信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化成距離信息,然后利用三邊定位算法等實(shí)現(xiàn)位置估測(cè),或者選用其它需要計(jì)算距離的算法實(shí)現(xiàn),此方法對(duì)環(huán)境依賴性大。無需測(cè)距方法主要利用信號(hào)強(qiáng)度矢量建立信號(hào)強(qiáng)度指紋庫,將實(shí)時(shí)采集到的信號(hào)與指紋庫中的信息匹配以得到估測(cè)的位置信息,該方法普適性差,適用于場(chǎng)景變化慢的室內(nèi)環(huán)境。本文主要研究基于RSSI的WIFI室內(nèi)定位技術(shù)。主要內(nèi)容有:首先分析了國(guó)內(nèi)外無線室內(nèi)定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景;然后就WIFI通信協(xié)議、移動(dòng)工作站如何接入無線局域網(wǎng)絡(luò)和幾種典型的路徑損耗模型這三方面進(jìn)行闡述;接著主要介紹基于RSSI的WIFI室內(nèi)定位技術(shù),包括基于測(cè)距和無需測(cè)距方法,分別將基于測(cè)距模型的三邊定位算法和基于非測(cè)距模型的位置指紋庫法在MATLAB上進(jìn)行仿真,分析性能,比較兩種方法優(yōu)劣及定位方法選擇策略,同時(shí)針對(duì)指紋匹配算法KWNN(加權(quán)K近鄰)中K值選擇做了研究,分析了在辦公室區(qū)域,K值對(duì)定位性能影響,并就此特定環(huán)境,提出K值選擇參考方案;最后對(duì)室內(nèi)定位系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)現(xiàn),本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于客戶端/服務(wù)器模式,具體表現(xiàn)為在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端中間件系統(tǒng)開發(fā)和在Android平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)客戶端開發(fā)。該系統(tǒng)可以提供實(shí)時(shí)、相對(duì)準(zhǔn)確的位置信息,并將信息在電子地圖上顯示出來。本文的主要工作有:1、將加權(quán)K近鄰算法和三邊定位算法分別在MATLAB上進(jìn)行了仿真,分析兩種方法性能優(yōu)劣和具體適用環(huán)境。2、在辦公室環(huán)境下,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)仿真,提出加權(quán)K近鄰算法中定位參照點(diǎn)個(gè)數(shù)選擇策略,進(jìn)而在一定程度上減少選擇的盲目性。3、采用客戶端/服務(wù)器模式,在Windows環(huán)境下實(shí)現(xiàn)服務(wù)器中間件系統(tǒng)開發(fā)和在Android平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)客戶端開發(fā),可以實(shí)現(xiàn)位置信息實(shí)時(shí)顯示功能,使得用戶隨時(shí)知道自己所處位置。
【關(guān)鍵詞】:WIFI室內(nèi)定位 RSSI KWNN算法 三邊定位算法 定位誤差
【學(xué)位授予單位】:西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TN92
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-11
- 符號(hào)對(duì)照表11-12
- 縮略語對(duì)照表12-15
- 第一章 緒論15-21
- 1.1 引言15-16
- 1.2 無線室內(nèi)定位技術(shù)概述16-19
- 1.3 本文主要工作及結(jié)構(gòu)安排19
- 1.4 本章小結(jié)19-21
- 第二章 WIFI技術(shù)通信原理和損耗模型概述21-35
- 2.1 引言21-22
- 2.2 無線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議22-24
- 2.3 移動(dòng)工作站接入WIFI無線網(wǎng)絡(luò)原理24-29
- 2.3.1 掃描階段25-27
- 2.3.2 認(rèn)證階段27-28
- 2.3.3 關(guān)聯(lián)階段28-29
- 2.4 典型無線傳輸模型29-32
- 2.4.1 自由空間傳播模型29-30
- 2.4.2 對(duì)數(shù)距離損耗模型30-32
- 2.4.3 衰減因子模型32
- 2.5 本章小結(jié)32-35
- 第三章 WIFI室內(nèi)定位技術(shù)35-49
- 3.1 引言35
- 3.2 WIFI室內(nèi)定位算法35-41
- 3.2.1 TOA算法35-36
- 3.2.2 基于RSSI的三邊定位算法36-38
- 3.2.3 位置指紋庫法38-41
- 3.3 RSS影響因素分析41-47
- 3.3.1 AP位置對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的影響43-44
- 3.3.2 人對(duì)RSS的影響44-45
- 3.3.3 信號(hào)強(qiáng)度與位置關(guān)系45-47
- 3.4 本章小結(jié)47-49
- 第四章 WIFI室內(nèi)定位算法仿真及性能分析49-61
- 4.1 引言49-50
- 4.2 位置指紋庫法和基于信號(hào)強(qiáng)度的三邊定位算法性能分析50-57
- 4.2.1 基于KWNN的位置指紋庫法仿真50-54
- 4.2.2 基于信號(hào)強(qiáng)度的三邊定位算法仿真54-56
- 4.2.3 KWNN算法和三邊定位算法比較56-57
- 4.3 KWNN算法在辦公室區(qū)域K值選擇研究57-59
- 4.3.1 K值對(duì)定位誤差的影響57-59
- 4.3.2 K值對(duì)計(jì)算時(shí)間的影響59
- 4.4 本章小結(jié)59-61
- 第五章 室內(nèi)定位系統(tǒng)服務(wù)器端和客戶端設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)61-75
- 5.1 引言61
- 5.2 Android平臺(tái)概述61-66
- 5.2.1 Android運(yùn)行環(huán)境介紹61
- 5.2.2 Android系統(tǒng)框架61-63
- 5.2.3 Android應(yīng)用程序組成63-66
- 5.3 室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)66-74
- 5.3.1 室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程66-67
- 5.3.2 定位服務(wù)器模塊67-70
- 5.3.3 移動(dòng)客戶端模塊70-74
- 5.4 本章小結(jié)74-75
- 第六章 總結(jié)與展望75-77
- 參考文獻(xiàn)77-81
- 致謝81-83
- 作者簡(jiǎn)介83-84
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