基于RSSI的低功耗室内定位系统的设计与实现

发布时间：2019-10-02 18:29

【摘要】：随着GPS、北斗等卫星定位系统的发展,室外定位技术在日常生活中的使用已得到普及。室内定位作为定位领域的重要组成部分,在人们生产生活的多个领域中都有良好的应用前景。然而由于建筑物的遮挡,室内无法接收到用于定位的卫星信号;在复杂的室内环境中信号会产生反射、衍射以及多径效应等其它原因,至今仍未有一种普适的室内定位技术被广泛应用于我们的生活中,但随着社会的进步,人们对成熟室内定位技术的需求却越来越迫切。本文主要对基于RSSI的位置指纹室内定位方法进行了研究与探讨,而该定位方法的实现过程分为两个阶段,分别是离线采集阶段和在线定位阶段。离线采集阶段的主要工作是将在每个参考点采集到的RSSI(Received Signal Strength Indication接收信号强度指示)生成“指纹”后存入“指纹库”。但是由于室内环境中存在的干扰,直接采集到的RSSI中包含很多噪声,所以在将RSSI存入指纹库前,需要对其进行过滤。文中首先通过实验分析了常用过滤方法,得出卡尔曼滤波对随机噪声有较好的过滤效果,但由于原始RSSI中存在多种噪声,最后通过讨论确定文中对其的过滤方式为先后采用残差滤波、卡尔曼滤波和均值滤波。在线定位阶段的主要工作是使用适当的匹配算法将实时指纹与指纹库中的指纹相匹配,根据匹配结果估算目标位置。文中对最近邻算法在定位时存在的不足进行了相应的改进,提出了基于发射节点距离的自适应指纹库最近邻匹配算法,并通过实验将改进前后的算法进行了对比,对比结果说明改进后的算法相比于改进前,定位精度有5%-10%左右的提升,同时匹配效率也能得到一定的改善。最后文中基于ZigBee无线网络,使用文中确定的过滤方式和改进后的匹配算法对基于RSSI的位置指纹室内定位方法进行了实现,并通过实验数据,分析了文中实现的室内定位系统在实验环境中的定位精度。
【图文】：

术的介绍技术的分类室内定位技术按照定位机制进行划分，，可以将它们分为室内定位技术，该类定位技术的定位过程为：首先在室用户通过接入设备接入已知位置的服务点时，可以获得几何关系的室内定位技术，该类定位技术的定位过程为的节点之间的几何关系，然后基于这些几何关系通过某基于场景分析的室内定位技术，该类定位技术的定位过的参数对定位环境中的各个位置进行描述，接着使用一可建立起“指纹库”，定位时首先测量用户所处位置的算法将该指纹与“指纹库”中的指纹进行对比，依据对的坐标[19]。以上室内定位方法的划分可用下图表示：

val 信号到达时间）定位、TDOA（Time DiAOA（Angle of Arrival 信号到达角度）定位术都是基于这些定位方法加以实现的，本。方法(TOA)[20]的定位方法的定位原理是，首先基来测距，然后通过相关定位算法来确定位置 个参考点分别放置一个发射天线进行定位id 为： dttci i0 线向 M 点发送信号的时刻，it 为 M 接收到
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 杨狄;唐小妹;李柏渝;王飞雪;;基于超宽带的室内定位技术研究综述[J];全球定位系统;2015年05期

2 刘明伟;刘太君;叶焱;吴丽;;基于低功耗蓝牙技术的室内定位应用研究[J];无线通信技术;2015年03期

3 陈斌涛;刘任任;陈益强;刘军发;蒋鑫龙;刘定俊;;动态环境中的WiFi指纹自适应室内定位方法[J];传感技术学报;2015年05期

4 阮陵;张翎;许越;郑星雨;;室内定位:分类、方法与应用综述[J];地理信息世界;2015年02期

5 蔡朝晖;夏溪;胡波;范丹玫;;室内信号强度指纹定位算法改进[J];计算机科学;2014年11期

6 刘中华;刘文红;;基于FPGA的北斗卫星信号接收机设计[J];数字技术与应用;2014年07期

7 王宏宇;张乃灵;冯浩;柳宜江;吕涛;;基于无线局域网的室内定位系统的应用与实现[J];赤峰学院学报(自然科学版);2014年12期

8 余扬;赵凯飞;沈嘉;;室内定位技术应用、研究现状及展望[J];电信网技术;2014年05期

9 刘艳;吴蒙;;基于ZigBee技术的室内定位系统的研究[J];计算机技术与发展;2014年04期

10 杨小亮;叶阿勇;凌远景;;基于阈值分类及信号强度加权的室内定位算法[J];计算机应用;2013年10期

相关博士学位论文 前1条

1 李方;基于ZigBee的位置指纹法室内定位技术研究[D];哈尔滨工业大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 李华亮;WLAN环境下的室内定位算法研究[D];吉林大学;2016年

2 李延;基于RSSI测距的室内定位技术研究[D];中南林业科技大学;2015年

3 金亮;基于位置指纹的WLAN室内定位关键技术研究[D];华中科技大学;2015年

4 葛丽;基于WIFI位置指纹室内定位算法关键技术的研究[D];南京邮电大学;2015年

5 朱建勇;面向移动终端的指纹定位技术研究[D];北京邮电大学;2015年

6 张文学;基于WiFi的RSSI指纹定位算法研究[D];电子科技大学;2015年

7 许建波;基于WLAN位置指纹的室内定位技术研究与实现[D];北京工业大学;2014年

8 郭小刚;基于位置指纹室内定位系统设计与实现[D];大连理工大学;2014年

9 秦泗明;基于位置指纹的WiFi室内定位技术研究[D];电子科技大学;2013年

10 宋欣;多传感融合的室内定位技术研究[D];上海交通大学;2013年

本文编号：2545050