基于蓝牙阵列室内定向的研究

发布时间：2020-08-26 18:12

【摘要】：室内定位技术在我国发展迅速,只需利用移动终端设备的传感器、蓝牙、WiFi等技术结合定位算法即可判断室内行人的位置,但对于行人行进方向的判定仍然无法找到较好的解决方案。根据室内定位结果可以实现室内定向,目前有多种常用的定位方案,如基于WiFi、蓝牙和惯性导航传感器定位,然而由于传感器元件自身误差、算法误差、设备部署成本和对于环境的要求等因素的影响,这些方案都会有各自的局限性,造成行人方向判断产生较大误差。因此本文提出了一种基于BLE的信号强度曲线匹配方案来实现对于室内行人行进方向的判断,提高了定向的准确率。本文首先对几种室内定向方案原理进行介绍,并分析其特点,根据比较结果提出本文的定向算法,并描述本蓝牙定向算法的系统框图。随后,本文对提出的RSSI(接收信号强度指示)曲线匹配定位算法的设计与仿真进行了分析,其中包含对于信道衰减模型的RSSI特性的研究、单节点与多节点的分析、及最终的仿真结果分析。为了测试算法的有效性,本文对蓝牙定向系统设计了整体实验,包括实验场景的搭建,低功耗蓝牙节点的布设,根据实际需求设计出BLE的RSSI信号采集移动端应用程序。最后,本文通过多次实验分析了由蓝牙间隔等因素对于本算法定向准确率的影响,并通过对比实验验证了算法的可靠性。最终的结果表明,本文提出的信号强度曲线匹配方案能够较好地解决行人整体行进方向的判断问题,因此可以用来对于目前室内定位的方向识别进行辅助修正。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92
【图文】：

因此该算法无需同步接收设备与信号源之间的时间，理论上位设备性能的要求。逡逑户接收到从节点１和节点２发射的信号分别为／，和／２，则其／２｜，由于蓝牙信号传播的速度为光速ｃ，可以得到用具距离两个为：逡逑Ａｄ邋＝｜逦—邋ｄ２＼＝邋ｃｘ邋Ａｔ中名和＋分别为两个节点与用户的距离。由于与两个点的距离差表达式符合双曲线的定义，以三个节点的情况为例，其原理示意示：逡逑

逡逑损耗模型参数的确定逡逑为了确定损耗模型参数，首先需确定实验场景，本文根据一般室内取了空旷的实验大楼内部的大厅作为实验点，这样既符合现实的场采集与分析数据。由于现在智能手机一般都支持ＢＬＥ，并且根据的软件采集蓝牙ＲＳＳＩ数据十分便捷，不需要携带多余的采集设备，使用Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机采集ＲＳＳＩ数据信息。逡逑首先确定ＲＳＳＩ。的值。根据定义，ＲＳＳＩ。表示距离信号发射源１米值。设计实验为将一个蓝牙节点固定，在距离其ｌｍ处采集信号。ＳＳＩ值，ＲＳＳＩ值的大小随时间的变化图如下：逡逑？４４．５邋■逡逑

图３－６测量参数ｎ示意图逡逑

【参考文献】

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本文编号：2805522