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基于ZigBee技术的融合性室内定位系统研究与设计

发布时间:2018-01-31 12:49

  本文关键词: 室内定位算法 ZigBee技术 自适应定位算法 融合性定位算法 出处:《南京邮电大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着无线网络技术、移动通信网络技术和计算机技术的逐步推广和实用,基于位置的服务越来越被人们所需要。实现基于位置的服务的核心是精确定位用户的位置。基于此,对于移动物体的实时跟踪就显得十分得有必要。然而无论GPS(Global Positioning System,全球定位系统)还是中国的北斗系统都只能运用于室外环境,寻求一种精度高、成本低、时延少的室内定位算法是目前研究的热点。本文提出一种基于ZigBee技术的融合性室内定位算法,该算法在已有的部分算法基础上再进行改进和优化,最终有效实现算法精度的提高,降低定位复杂度。本文主要研究工作如下:(1)研究了主要两类基于ZigBee技术的室内定位算法,并对比评估了几种常用定位算法的性能。测距算法精度高,但系统成本也较高,非测距算法;非测距算法成本低更适合大规模网络,不需要额外设备系统部署简易。(2)结合ZigBee传感网络中各类传统定位算法的优劣特点,提出一种不受定位环境限制的自适应定位算法。该算法在节点安装前无需对部署环境进行过多的配置,该算法可以有效针对当前的部署环境获得独一性的信号能量——距离矩阵,同时该定位算法考虑到了各类环境因素,因此算法具有很强的系统自适应能力。(3)在自适应算法的定位实验中,我们发现算法具有一定的不稳定性,且存在对信标节点精度依赖度高等一些问题。基于此,本文结合APIT(Approximate Point-On-Triangulation Test,三角形内点近似定位)算法的优势,提出一种APIT与自适应ZigBee定位算法相融合的室内定位算法。融合性算法对比于常用ZigBee的定位算法精度有了较大的提高,相比较于APIT算法,复杂度以及时延都有较大降低。(4)利用IRIS XM2110传感节点搭建ZigBee无线定位系统,并对ZigBee自适应算法以及融合性算法的定位精度以及定位时延进行实际验证。
[Abstract]:Along with the wireless network technology, the mobile communication network technology and the computer technology gradually popularizes and the practical. Location-based services are increasingly needed by people. The core of location-based services is to accurately locate the location of users. Real-time tracking of moving objects is necessary, however, regardless of GPS(Global Positioning System. Global Positioning system (GPS) or China's Beidou system can only be used in outdoor environment, seeking a kind of high precision and low cost. The indoor localization algorithm with less delay is a hot topic at present. In this paper, a fusion indoor location algorithm based on ZigBee technology is proposed, which is improved and optimized on the basis of some existing algorithms. Finally, the accuracy of the algorithm is improved effectively, and the localization complexity is reduced. In this paper, the main research work is as follows: 1) two kinds of indoor localization algorithms based on ZigBee technology are studied in this paper. The performance of several common localization algorithms is compared and evaluated. The accuracy of ranging algorithm is high, but the system cost is also high, and the non-ranging algorithm is also high. The low cost of non-ranging algorithm is more suitable for large-scale networks, without the need for additional equipment system deployment. 2) combined with the advantages and disadvantages of various traditional positioning algorithms in ZigBee sensor networks. This paper presents an adaptive localization algorithm which is not restricted by the location environment and does not need to configure the deployment environment too much before the node is installed. This algorithm can effectively obtain the unique signal energy-distance matrix for the current deployment environment, and the location algorithm takes into account all kinds of environmental factors. Therefore, the algorithm has a strong system adaptive ability.) in the localization experiment of the adaptive algorithm, we find that the algorithm has some instability. And there are some problems such as high dependence on the accuracy of beacon nodes. This paper combines the advantages of APIT(Approximate Point-On-Triangulation Test (approximate location of triangle interior points) algorithm. An indoor localization algorithm combining APIT and adaptive ZigBee localization algorithm is proposed. The accuracy of the fusion algorithm is greatly improved compared with the common ZigBee localization algorithm. Compared with the APIT algorithm, the complexity and delay are greatly reduced. 4) using the IRIS XM2110 sensor node to build the ZigBee wireless positioning system. The localization accuracy and localization delay of ZigBee adaptive algorithm and fusion algorithm are verified.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN92

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1 本报记者 马静t,

本文编号:1479102


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