室内定位及位置隐私保护的GeoLBS系统

发布时间：2017-08-13 06:03

  本文关键词：室内定位及位置隐私保护的GeoLBS系统

  更多相关文章： 室内定位 Wi-Fi指纹 惯性定位 LBS隐私保护 位置匿名

【摘要】：无线技术的发展与成熟,使得通过Wi-Fi指纹来识别用户位置成为了可能。同时由于WiFi环境的不确定性,其无线电波的传输会受到天气,温度等因素的影响。因此通过融合移动终端的MEMS芯片采集的加速度与磁力感应数据实现惯性计步,并由此来协助Wi-Fi定位,实现室内定位的精确度与稳定性的提升。此外,针对流行的LBS,提供方便的同时也会造成用户隐私的泄露,本文通过提出基于位置隐匿的方法来保护用户的位置隐私。在本文中,综合分析Wi-Fi与惯性定位优缺点,在GeoLBS系统上实现了两种传感器融合的室内定位算法,同时在系统平台上提出和实现出改进K匿名的位置模糊算法。主要的研究点包括对Wi-Fi指纹定位以及惯性定位的深入系统性研究,以及对RSSI信号在室内传播特性的研究,分析RSSI的变化因素对定位产生影响。此外,针对惯性定位存在的精确度以及误差累计等问题进行探究,对惯性定位算法的设计与改进提供了基础。在上述分析作为支撑,通过对Wi-Fi指纹定位与惯性定位的结合,提出了高精确度与高稳定度的室内定位融合算法。对于LBS隐私保护的问题,分别从位置匿名与身份匿名等两个方面阐述了隐私保护的原理,并提出一种高效的位置模糊匿名中间件,该中间件能够实现计算消耗与隐私保护之间的平衡。最后,设计并实现了GeoLBS的室内定位及LBS位置隐私保护的综合化平台。该平台基于B/S的服务器架构,采用了Django框架。云服务商采用百度地图。通过B/S的架构,避免在移动终端进行大规模数据量的计算,并同时增强服务器平台的可扩展性,满足多功能的需求。实验结果表明,融合Wi-Fi指纹惯性定位提高了室内定位的稳定性与精确度,防止定位过程中定位结果的跳变,定位准确度维持在2m左右。模糊匿名中间件可以阻止云服务商对用户定位数据进行收集和分析,保护了使用者的位置的隐私。
【关键词】：室内定位 Wi-Fi指纹 惯性定位 LBS隐私保护 位置匿名
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 室内定位以及LBS隐私保护的研究现状9-13
• 1.3 本文主要研究内容及章节安排13-15
• 第二章 室内定位以及位置隐私保护研究理论基础15-26
• 2.1 Wi-Fi室内定位的技术15-19
• 2.1.1 三边几何定位17-18
• 2.1.2 近似法18
• 2.1.3 位置指纹的室内定位18-19
• 2.2 基于MEMS的惯性定位技术19-22
• 2.2.1 基于加速度积分的轨迹模型19-20
• 2.2.2 基于计步估算的运动轨迹检测20-22
• 2.3 定位系统与云服务商存在的隐私保护问题22-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 Na?ve Bayes与步态识别融合室内定位算法26-39
• 3.1 基本系统结构26-27
• 3.2 Wi-Fi定位的环境场景分析27-30
• 3.2.1 Wi-Fi信号与环境之间关系27-29
• 3.2.2 RSSI数据采集建模准确度29-30
• 3.3 基于Na?ve Bayes的Wi-Fi定位算法设计与优化30-33
• 3.3.1 基于Na?ve Bayes的室内定位算法31-33
• 3.3.2 离线模型的优化33
• 3.4 惯性定位的采样过滤与模态识别33-36
• 3.4.1 加速度计的检测33-34
• 3.4.2 阀值法计步测量34
• 3.4.3 基于水平状态的计步测量34-36
• 3.5 Wi-Fi与惯性辅助融合定位算法36-37
• 3.6 本章小结37-39
• 第四章 基于模糊匿名的位置隐私保护算法39-47
• 4.1 基于模糊匿名的隐私保护算法39-43
• 4.1.1 模糊匿名方法的精确度与性能调校39-40
• 4.1.2 算法迭代过程40-43
• 4.2 身份隐藏的LBS隐私保护方法43-46
• 4.2.1 基于DH算法的身份隐私保护43-44
• 4.2.2 数字证书增强实体安全44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 Geo LBS系统测试与结果分析47-66
• 5.1 系统需求分析47-48
• 5.2 Geo LBS服务器端设计与实现48-53
• 5.2.1 Wi-Fi指纹数据库模块50
• 5.2.2 通信模块50-51
• 5.2.3 定位匹配模块51-52
• 5.2.4 匿名中间件模块52-53
• 5.3 Geo LBS移动端设计与实现53-59
• 5.3.1 移动终端的Wi-Fi信息采集53-54
• 5.3.2 移动终端接收数据的展示54-57
• 5.3.3 网络交互与配置模块57-59
• 5.3.4 LBS服务定位模块59
• 5.4 室内定位效果与位置隐私保护效果的评估59-65
• 5.4.1 定位的性能评估方法61
• 5.4.2 定位精度61-62
• 5.4.3 室内定位的算法复杂度62-63
• 5.4.4 LBS隐私保护的效果以及测试评价63-65
• 5.5 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-69
• 6.1 全文总结66-67
• 6.2 下一步的研究方向67-69
• 参考文献69-72
• 附录1 程序清单72-73
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文73-74
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目74-75
• 致谢75

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