基于iBeacon技术的室内定位系统的研究和实现

发布时间：2017-12-18 22:28

  本文关键词：基于iBeacon技术的室内定位系统的研究和实现

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【摘要】：GPS(Global Positioning System),即全球定位系统已经大规模应用于个人定位、车辆导航、航海航空救援等场景中,可是在室内环境中由于卫星信号无法穿透建筑,GPS无法施展正常的功效,因此,在室内场景中需要使用更加契合的技术,例如红外线、超声波、RFID(Radio Frequency Identification)、WiFi(Wireless Fidelity)、蓝牙等。旧版本的蓝牙功耗高,覆盖范围小,容易受到外界干扰,不适宜用在室内定位技术中。然而,从蓝牙4.0(智慧蓝牙)开始变得低功耗、覆盖范围广、传输速度快,更加适宜室内定位技术。iBeacon是苹果公司发布的基于Bluetooth Smart技术的蓝牙信号基站。基于iBeacon的室内定位是指利用移动终端接收多个iBeacon发射的蓝牙信号,通过接收到的信息来计算移动终端的位置信息,实现高精度定位的室内定位技术。本研究课题以前人在无线信号的室内定位的研究为理论基础,以智慧蓝牙的低功耗、高速率、抗干扰等新特性为实践基础,总结不同算法的优劣,针对经典室内定位算法做出以下几点改进:第一、在指纹库建立阶段,加入了更加更加适合室内定位场景的改进的离群点检测算法剔除离群点,初步筛选指纹信息保证数据的准确性;第二、在指纹库建立和实时定位阶段采用不同的滤波算法处理接收到的指纹信息,即保证指纹库建立阶段对准确性的要求,也保证实时定位阶段对及时性的要求;第三、实时定位阶段,优先根据预存储的区域平均指纹信息来判断用户大体所在的区域,再根据不同的区域赋予候选点不同的权重,距离近的区域权重越小,从所有区域的待选点中找出加权距离最小的M个点,计算平均位置。在工程实现上,采用NoSql数据库替代常用的数据库解决数据存取效率问题;根据室内场景的特殊性改进A*算法使其更加满足室内导航需求。本研究课题主要工作是改进基于iBeacon的指纹定位算法,在完成了定位的基础上通过改进的A*算法实现室内导航,实现了一套包含了基于Node.JS的高性能云服务、基于AngularJS的部署管理后台、基于Android的室内定位APP的室内定位系统。本研究课题所研究出基于iBeacon技术的低功耗、高精度、高性能的室内位置服务解决方案。
【学位授予单位】：湖南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP311.52;TN925

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本文编号：1305879