基于RSSI无线局域网络室内定位技术的研究

发布时间：2020-09-28 21:18

　　 随着物联网技术的应用和普及,以及无线通信技术、无线传感器网络的迅速发展,都为基于位置服务的发展创造了有利环境。随着WiFi在室内空间覆盖面的不断扩大,基于WiFi的室内定位技术也迎来了井喷式的发展。在室内定位中,因其复杂多变的环境因素以及缺乏统一性基础架构的特点,很难用一种定位方法解决多环境下的室内定位需求。本文旨在探索如何提高基于WiFi室内定位精度以及丰富WiFi定位算法,分别从优化方案和算法两大方面展开研究,以下为本文的主要工作内容和结论:首先,通过搭建实验平台对RSSI采集时天线方向、样本数量、障碍物材质等影响因素进行对比实验分析,并得出不同的天线方向和不同的障碍物材质均会影响无线信号在室内传播中的衰减程度。对实验采集得到的RSSI数据进行多种滤波算法比较,其中包括:中值滤波、高斯滤波和卡尔曼滤波,并通过MATLAB程序进行了仿真实验,仿真效果可以明显看出以上滤波对RSSI数据均有降噪作用。其次,介于目前WiFi在室内环境中的高频率使用,用户在通过两个相邻AP时会发生AP间的切换,并累计产生大量的WiFi访问日志,WiFi访问日志中包含定位所需的接收信号强度指示符(RSSI),如果能在定位系统中直接利用WiFi访问日志中的数据,将极大地简化定位部署复杂度。本文就此提出了一种在两个相邻AP环境下,基于WiFi日志的多距融合室内定位算法,并通过实验仿真与路径损耗模型定位方法进行对比,实验结果表明当算法中样本个数达到300后,该算法可以达到稳定定位效果,并具有易部署、低成本、低复杂度等特点。
【学位单位】：山东工商学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN925.93
【部分图文】：

室内定位因其复杂多变的环境因素以及缺乏统一性基础架构的特点，只用一种方法解决多环境下的室内定位难度十分之大。随着移动网络的发展与普及，日常生活中的无线 WiFi 热点也迎来了井喷式的发展，根据 WiFi 万能钥匙公布的《2017 年中国公共 WIFI 安全报告》中数据，对 WiFi 热点的发展趋势进行了以下的分析：由图 1.1 各级城市 WiFi 热点分布图所示，在全国各类城市中，一线城市占全国WiFi 热点的 11%，二线城市占 38%，仅一二线城市就占了半数以上，可见 WiFi 在全国前沿城市的覆盖率非常高。由图 1.2 2017 年上半年中国无线路由器市场价格比例分布图可以看出，在全国路由器市场中，100 元以下的无线路由器最多，占到 35.9%，而 150 元以下的无线路由器已经占领了市场半数以上，可见，随着无线网络的普及，无线路由器的价格也越来越趋向于平民化的价格。图 1.3 是对公共 WiFi 分布的场景进行了排名，依次为餐饮美食、宾馆酒店、休闲娱乐、生活服务、医疗健康。可以发现，其主要的 WiFi 应用场所均在室内环境中。综上所述，可以发现通过利用无线网络进行室内定位具有非常好的发展前景。

017年上半年中国无线路由器市场价格比例分布图

中国公共WiFi场景分布TOP5排名

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