基于BLE的室内定位系统的设计与实现
发布时间：2021-02-08 08:29
由于卫星信号到达室内后衰减严重,使得全球卫星定位系统无法满足室内定位的需求。而如今随着社会的发展与城市化进程的推进,人们一天中80%的时间都是在室内消耗的,再加上基于位置服务（Location Based Service,LBS）的开展,室内定位技术的研究成为了焦点之一。至今,关于室内定位的研究有很多,也有不错的成果,但都是在局部改进,还没有一款普遍适用的室内定位系统或产品。本文针对基于RSSI（Received Signal Strength Indicator）的指纹法这一室内定位算法的稳定性差,指纹库建立成本高,且局限于静态的小范围的室内定位,不适合动态连续的室内定位;而行人航位推算（Pedestrian Dead Reckoning,PDR）算法适合动态连续的定位,所得结果为相对位置,需要提供初始的参考位置,在连续的定位过程中存在累积误差,提出了基于测距与指纹的室内定位算法（Indoor Position Method Based On Distance Measurement and Location Fingerprint,DMLF）和优化的PDR算法。其中DMLF算法是基...
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
信号强度RSS衰减模型
河北大学硕士学位论文10知节点到未知节点的距离为半径可以画出三个相交的圆，理想情况下结果如图2-2所示，未知节点坐标即为三圆相交点的坐标，用yxD),(表示。则可以建立方程组，如式（2.3）所示：323232222212121)()()()()()(RyyxxRyyxxRyyxx（2.3）解方程可得yxD),(，即待定位节点的位置。（2）三角定位法：三角定位法的原理为：假设平面上有三个不共线的三个节点A,B,C和一个未知节点D，并已通过基于AOA的方法[39]测得未知节点相对于已知节点的角度，分别为：∠ADB、∠ADC、∠BDC，则根据∠ADB和未知节点D可唯一确定一个圆1o，同理可得圆2o、圆3o，三个圆相交于一点D，如图2-3所示。图2-2三边测量法
第二章室内定位技术概述11在图2-3圆1o中，根据11RAO，11RCO，1)]22cos(1[2RADCAC可得方程组)]22cos(1[2)()()()()()(212312312123232121211111ADCRyyxxRyyxxRyyxxOOOO（2.4）解此方程组，可得圆1o的圆心坐标和半径，同理可得圆2o和圆3o的圆心坐标和半径，然后再根据三边定位法即可求得未知节点D的坐标。三边定位法和三角定位法是最具代表性的几何定位法，除此外还有很多在此基础上的改进算法，如加权质心定位法等。2.2.3.场景法场景法就是利用待定位区域的一个或多个场景特征作为定位的标识，如地磁、图像、RSSI等。这些场景特征经过一定处理后具有唯一性，并且与位置坐标一一对应。正是因为如此，可通过场景特征信息与位置坐标的映射能够确定待定位目标在室内的位置。场景法中有很多的定位方法，其中基于RSSI的位置指纹法是最为常用的。基于RSSI的位置指纹法的实现主要分为两个阶段：离线采样阶段、在线定位阶段。（1）离线采样阶段：该阶段也叫离线建库阶段，由于室内环境的复杂性，使得信图2-3三角定位法
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于到达时间和到达角度的室内联合定位算法[J]. 杨超超,陈建辉,刘德亮,郭希维,方正. 激光与光电子学进展. 2019(22)
[2]一种基于TOA和RSS混合的室内定位算法[J]. 杨超超,陈建辉,刘德亮,方正. 激光杂志. 2019(10)
[3]基于RSSI滤波的三边室内定位算法[J]. 程俊. 科技风. 2019(28)
[4]基于深度学习的室内定位方法研究[J]. 杨念. 电子制作. 2019(19)
[5]基于CSI的改进KNN室内定位方法[J]. 党小超,马平川,郝占军. 传感器与微系统. 2019(10)
[6]基于深度学习的蜂窝信号室内定位算法[J]. 杨伊璇. 中国电子科学研究院学报. 2019(09)
[7]基于K-means聚类的室内三维定位算法[J]. 周满满,袁凌云. 计算机工程与设计. 2019(09)
[8]基于WiFi/PDR融合的室内定位方法[J]. 郭少彬,沈锋,李颖. 电子信息对抗技术. 2019(05)
[9]一种基于智能手机的室内融合定位方法[J]. 冯昆,何涛,汪云甲. 测绘通报. 2019(S2)
[10]蓝牙iBeacon的低功耗室内人员定位系统的设计[J]. 张秋平,赵婧雯,杨妍,盛麦. 电脑知识与技术. 2019(24)
硕士论文
[1]基于位置指纹方法的WIFI室内定位技术研究[D]. 李航.长春工业大学 2018
[2]基于Android平台的室内蓝牙定位研究和实现[D]. 彭友海.西安电子科技大学 2017
[3]基于WiFi位置指纹室内定位技术的研究[D]. 陈霞.南京信息工程大学 2017
[4]基于蓝牙技术的室内定位算法研究[D]. 黄叶超.西安电子科技大学 2017
[5]基于模糊聚类的蓝牙4.0室内指纹定位方法研究[D]. 庞可庆.兰州交通大学 2017
[6]基于惯性传感器的行人航位推算算法的研究与实现[D]. 张洋铭.电子科技大学 2017
[7]基于BLE室内定位关键技术研究与开发[D]. 陶佳峰.昆明理工大学 2017
[8]基于GPS/WiFi/蜂窝的室内外无缝定位技术研究及定位系统设计[D]. 李佳.西南交通大学 2016
[9]基于TOA方案的超宽带室内定位技术研究[D]. 许佩佩.东南大学 2016
[10]基于位置指纹的WiFi室内定位技术的研究[D]. 勾祖超.西南交通大学 2016
本文编号：3023648
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
信号强度RSS衰减模型
河北大学硕士学位论文10知节点到未知节点的距离为半径可以画出三个相交的圆，理想情况下结果如图2-2所示，未知节点坐标即为三圆相交点的坐标，用yxD),(表示。则可以建立方程组，如式（2.3）所示：323232222212121)()()()()()(RyyxxRyyxxRyyxx（2.3）解方程可得yxD),(，即待定位节点的位置。（2）三角定位法：三角定位法的原理为：假设平面上有三个不共线的三个节点A,B,C和一个未知节点D，并已通过基于AOA的方法[39]测得未知节点相对于已知节点的角度，分别为：∠ADB、∠ADC、∠BDC，则根据∠ADB和未知节点D可唯一确定一个圆1o，同理可得圆2o、圆3o，三个圆相交于一点D，如图2-3所示。图2-2三边测量法
第二章室内定位技术概述11在图2-3圆1o中，根据11RAO，11RCO，1)]22cos(1[2RADCAC可得方程组)]22cos(1[2)()()()()()(212312312123232121211111ADCRyyxxRyyxxRyyxxOOOO（2.4）解此方程组，可得圆1o的圆心坐标和半径，同理可得圆2o和圆3o的圆心坐标和半径，然后再根据三边定位法即可求得未知节点D的坐标。三边定位法和三角定位法是最具代表性的几何定位法，除此外还有很多在此基础上的改进算法，如加权质心定位法等。2.2.3.场景法场景法就是利用待定位区域的一个或多个场景特征作为定位的标识，如地磁、图像、RSSI等。这些场景特征经过一定处理后具有唯一性，并且与位置坐标一一对应。正是因为如此，可通过场景特征信息与位置坐标的映射能够确定待定位目标在室内的位置。场景法中有很多的定位方法，其中基于RSSI的位置指纹法是最为常用的。基于RSSI的位置指纹法的实现主要分为两个阶段：离线采样阶段、在线定位阶段。（1）离线采样阶段：该阶段也叫离线建库阶段，由于室内环境的复杂性，使得信图2-3三角定位法
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于到达时间和到达角度的室内联合定位算法[J]. 杨超超,陈建辉,刘德亮,郭希维,方正. 激光与光电子学进展. 2019(22)
[2]一种基于TOA和RSS混合的室内定位算法[J]. 杨超超,陈建辉,刘德亮,方正. 激光杂志. 2019(10)
[3]基于RSSI滤波的三边室内定位算法[J]. 程俊. 科技风. 2019(28)
[4]基于深度学习的室内定位方法研究[J]. 杨念. 电子制作. 2019(19)
[5]基于CSI的改进KNN室内定位方法[J]. 党小超,马平川,郝占军. 传感器与微系统. 2019(10)
[6]基于深度学习的蜂窝信号室内定位算法[J]. 杨伊璇. 中国电子科学研究院学报. 2019(09)
[7]基于K-means聚类的室内三维定位算法[J]. 周满满,袁凌云. 计算机工程与设计. 2019(09)
[8]基于WiFi/PDR融合的室内定位方法[J]. 郭少彬,沈锋,李颖. 电子信息对抗技术. 2019(05)
[9]一种基于智能手机的室内融合定位方法[J]. 冯昆,何涛,汪云甲. 测绘通报. 2019(S2)
[10]蓝牙iBeacon的低功耗室内人员定位系统的设计[J]. 张秋平,赵婧雯,杨妍,盛麦. 电脑知识与技术. 2019(24)
硕士论文
[1]基于位置指纹方法的WIFI室内定位技术研究[D]. 李航.长春工业大学 2018
[2]基于Android平台的室内蓝牙定位研究和实现[D]. 彭友海.西安电子科技大学 2017
[3]基于WiFi位置指纹室内定位技术的研究[D]. 陈霞.南京信息工程大学 2017
[4]基于蓝牙技术的室内定位算法研究[D]. 黄叶超.西安电子科技大学 2017
[5]基于模糊聚类的蓝牙4.0室内指纹定位方法研究[D]. 庞可庆.兰州交通大学 2017
[6]基于惯性传感器的行人航位推算算法的研究与实现[D]. 张洋铭.电子科技大学 2017
[7]基于BLE室内定位关键技术研究与开发[D]. 陶佳峰.昆明理工大学 2017
[8]基于GPS/WiFi/蜂窝的室内外无缝定位技术研究及定位系统设计[D]. 李佳.西南交通大学 2016
[9]基于TOA方案的超宽带室内定位技术研究[D]. 许佩佩.东南大学 2016
[10]基于位置指纹的WiFi室内定位技术的研究[D]. 勾祖超.西南交通大学 2016
本文编号：3023648
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