基于WiFi指纹定位系统的研究

发布时间：2017-05-02 09:08

  本文关键词：基于WiFi指纹定位系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人们对基于位置服务要求的不断提高,多种类的定位技术在个人生活、社交网络及工业生产等领域中扮演着越来越重要的角色。其中基于WiFi接收信号强度的定位技术,由于它对硬件要求低且定位精度较高等优点而在定位系统的应用中得到了越来越多的认可和青睐。本文首先通过对当前主流且应用广泛的定位系统与定位技术,从研究现状和定位原理两方面的比较和讨论,揭示了无线局域网中基于接收信号强度(RSSI)的定位技术比之于其它定位技术显现出的优越性。并着重对基于RSSI指纹定位系统工作流程的两个阶段所涉及的相关理论进行了必要的分析：对如何保证离线建库阶段所采样数据的有效性进行了探讨；对在线定位阶段所涉及的核心定位算法的简单介绍。其次,本文提对基于经验型的WiFi指纹定位系统进行了研究,在具有强大数据处理和仿真分析功能的Matlab平台上,完成了对离线建库阶段指纹数据的特性分析和特征提取,直观化的展示了WiFi指纹定位系统的离线建库流程；并对实现定位系统连续定位功能的时间平均法的算法性能进行了仿真分析。然后,本文提出了基于WiFi指纹定位系统的智能楼层判别方法,并将楼层辨识方法具体分解为对用户当前所在楼层的判别和对用户楼层变化的检测两个步骤,然而楼层判别模块只有在检测到楼层变化后才会执行,因此成功地完成用户的楼层变化检测才是实现楼层辨识的关键所在。对于楼层变化检测,这里提出了两种楼层变化检测方法：分别是基于气压计的方法和利用智能终端传感器将气压计与加速度计相融合的方法。由于第一种方法不能较好的适用于不同的应用场景,所以本文系统采用融合法来实现系统的楼层变化检测功能。最后,通过具体实验环境获得的数据,进行定位正确率的分析,验证了采用智能楼层辨识方法作为辅助的WiFi指纹定位系统与未采用该方法的系统相比,系统判决率得到了显著提高,揭示了智能楼层辨识方法对提高系统性能的有效性。
【关键词】：Wi-Fi定位 位置指纹 楼层辨识 K近邻 神经网络 MEMS
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 室内定位技术研究现状10-13
• 1.2.1 红外室内定位系统10-11
• 1.2.2 超声波定位系统11
• 1.2.3 射频信号识别定位系统11
• 1.2.4 超宽带定位系统11
• 1.2.5 无线局域网定位系统11-13
• 1.3 本文主要内容及结构13-15
• 1.3.1 主要内容13
• 1.3.2 文章结构13-15
• 2 无线局域网室内定位技术理论概述15-28
• 2.1 WLAN室内定位基本原理15-18
• 2.1.1 到达时间(TOA)15
• 2.1.2 到达时间差(TDOA)15-16
• 2.1.3 到达角度(AOA)16-17
• 2.1.4 接收信号强度(RSS)17-18
• 2.2 基于RSSI位置指纹定位系统18-20
• 2.3 指纹建库概述20-21
• 2.4 几种常见的室内定位算法介绍21-28
• 2.4.1 匹配型算法21-25
• 2.4.2 学习型算法25-26
• 2.4.3 基于聚类的算法26-28
• 3 基于经验型模型的WiFi指纹连续定位系统28-39
• 3.1 信号样本采集与特征分析29-36
• 3.1.1 信号样本采集29-32
• 3.1.2 信号数据的特性分析32-36
• 3.2 连续空间估计算法36-39
• 4 智能楼层辨别方法39-46
• 4.1 楼层辨识问题39-40
• 4.2 楼层变化检测40-44
• 4.2.1 基于气压计的方法40-42
• 4.2.2 融合气压计和加速度计的方法42-44
• 4.3 楼层判别方法44-46
• 4.3.1 基于K-means算法的楼层判别方法44
• 4.3.2 基于K近邻法的楼层辨别方法44-45
• 4.3.3 基于神经网络的楼层判别方法45-46
• 5 基于WiFi指纹定位智能楼层辨别系统的实验结果分析46-54
• 5.1 定位系统体系架构46-49
• 5.1.1 定位系统结构组成46-48
• 5.1.2 基于服务器端实现的系统结构48-49
• 5.2 实验环境布局49-50
• 5.3 软件架构设计50-52
• 5.3.1 软件总体架构50-51
• 5.3.2 智能终端程序51
• 5.3.3 服务器端程序51-52
• 5.4 系统性能分析52
• 5.5 智能楼层辨别系统实验结果及分析52-54
• 6 总结与展望54-55
• 参考文献55-59
• 致谢59

【参考文献】

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1 谢波;江一夫;严恭敏;任宏科;;个人导航融合建筑平面信息的粒子滤波方法[J];中国惯性技术学报;2013年01期

  本文关键词：基于WiFi指纹定位系统的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：340656