本文關(guān)鍵詞：短距離通信定位算法的優(yōu)化及實現(xiàn)

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進步,人們對與位置相關(guān)的服務(wù)的需求與日俱增。同時人們也不再僅僅滿足于室外定位服務(wù),對于像機場大廳、體育館、商場、倉庫等室內(nèi)環(huán)境的定位服務(wù)需求也與日俱增。但是目前基于衛(wèi)星定位的全球定位系統(tǒng)(GPS)無法提供室內(nèi)定位服務(wù),而且室內(nèi)定位還具有一定的復(fù)雜性。在此背景下,人們開始研究基于短距離通信技術(shù)的室內(nèi)定位技術(shù),并且提出了一些系統(tǒng)方案。Zig Bee作為一種低速率、低功耗、高可靠性和安全性的短距離通信技術(shù),很適合用來設(shè)計低成本、低功耗、長工作時間、強自愈能力的室內(nèi)定位系統(tǒng)。本文在對ZigBee技術(shù)及其相關(guān)定位算法分析的基礎(chǔ)上,重點對LQI室內(nèi)定位算法進行了研究,提出使用小波降噪的方法來解決LQI定位方式中接收到的LQI值因受到干擾而具有波動性的問題。為了得到適用于LQI消噪的最優(yōu)小波降噪?yún)?shù)組合,實際測量了幾組LQI數(shù)據(jù),然后在Matlab軟件平臺上進行仿真實驗,確定了一個用于LQI信號的小波降噪的最優(yōu)參數(shù)組合。隨后通過曲線擬合的方法得到了小波降噪處理后的LQI同距離之間的關(guān)系式,并進行了測距實驗。最后為了驗證加入小波降噪的LQI定位系統(tǒng)的定位效果,設(shè)計了一個室內(nèi)定位系統(tǒng)實驗?zāi)Ｐ瓦M行了定位實驗。從最終的定位結(jié)果可以看出,使用小波降噪的LQI室內(nèi)定位系統(tǒng)具有較好的定位效果,能夠滿足一般的實際定位需求。
【關(guān)鍵詞】：室內(nèi)定位 ZigBee LQI 小波降噪
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 短距離無線通信技術(shù)9-11
• 1.3 室內(nèi)定位系統(tǒng)分類及研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.1 室內(nèi)定位系統(tǒng)分類11
• 1.3.2 室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 室內(nèi)定位系統(tǒng)仍存在的問題12-13
• 1.5 本文的主要工作及章節(jié)安排13-14
• 第2章 ZigBee協(xié)議棧及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)14-24
• 2.1 ZigBee技術(shù)概述14-15
• 2.1.1 ZigBee技術(shù)發(fā)展14
• 2.1.2 ZigBee技術(shù)特點14-15
• 2.2 ZigBee協(xié)議棧15-20
• 2.2.1 物理層（PHY）16-17
• 2.2.2 介質(zhì)訪問控制層（MAC）17
• 2.2.3 網(wǎng)絡(luò)層（NWK）17-18
• 2.2.4 應(yīng)用層（APL）18-19
• 2.2.5 安全服務(wù)提供層（SSP）19-20
• 2.3 ZigBee各層幀結(jié)構(gòu)20-21
• 2.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成21-23
• 2.4.1 ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型21
• 2.4.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 ZigBee定位算法研究24-36
• 3.1 定位原理簡介24
• 3.2 基于測距的定位算法24-27
• 3.2.1 接收信號強度指示（RSSI）24-25
• 3.2.2 到達時間（TOA）25
• 3.2.3 到達時間差（TDOA）25-26
• 3.2.4 到達角（AOA）26-27
• 3.2.5 鏈路質(zhì)量指示（LQI）27
• 3.3 無需測距的定位算法27-31
• 3.3.1 幾何質(zhì)心算法27-28
• 3.3.2 APIT（Approximate PIT Test）算法28
• 3.3.3 DV-Hop算法28-30
• 3.3.4 指紋定位算法30-31
• 3.4 位置坐標(biāo)計算方法31-34
• 3.4.1 三邊定位法31-32
• 3.4.2 三角定位法32-33
• 3.4.3 極大似然估計法33-34
• 3.5 LQI定位算法34-35
• 3.5.1 LQI簡介34
• 3.5.2 基于LQI的定位算法34-35
• 3.6 本章小結(jié)35-36
• 第4章 小波降噪在LQI中的應(yīng)用36-48
• 4.1 LQI預(yù)處理的意義及方法36-37
• 4.2 小波理論及其降噪介紹37-39
• 4.2.1 小波降噪原理38
• 4.2.2 小波降噪步驟38-39
• 4.3 LQI數(shù)據(jù)采集39-40
• 4.4 降噪?yún)?shù)的確定40-43
• 4.4.1 閾值及分解層數(shù)的確定40-42
• 4.4.2 小波函數(shù)的確定42-43
• 4.5 LQI測距及誤差分析43-46
• 4.6 本章小結(jié)46-48
• 第5章 LQI定位系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)48-74
• 5.1 定位系統(tǒng)模型48
• 5.2 定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件48-52
• 5.2.1 ZigBee硬件平臺介紹48-51
• 5.2.2 仿真器介紹51-52
• 5.3 定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件設(shè)計52-60
• 5.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境52
• 5.3.2 各節(jié)點軟件設(shè)計52-60
• 5.4 定位系統(tǒng)關(guān)鍵程序60-69
• 5.4.1 小波降噪C程序設(shè)計60-66
• 5.4.2 三邊定位算法C程序設(shè)計66-69
• 5.5 定位實驗及結(jié)果分析69-71
• 5.6 研究的應(yīng)用意義71-72
• 5.7 本章小結(jié)72-74
• 第6章 總結(jié)與展望74-76
• 參考文獻76-80
• 致謝80-82
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果82

【參考文獻】

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本文編號：811862