基于群智感知的WiFi室内定位技术研究
发布时间：2021-03-28 03:28
随着移动互联网技术和移动终端技术的迅速崛起,人们越来越多地使用基于位置的服务,感受其带来的便利。考虑到WiFi信号已经遍布室内环境,而且商用现货移动终端无需添加新的硬件设备就可以采集WiFi信号,基于WiFi的室内定位被广泛的研究和使用。现有主要算法大致可以分为两类:基于测距的算法和非测距的算法。前者依靠未知节点与多个已知位置的参考节点间的距离,获取位置信息;后者通过构建已知节点位置与指纹间的数据库,用匹配算法参照数据库中数据获得位置信息。在定位前,两者都需要大量的准备工作,前者需要获取室内无线接入点的地图,后者需要采集指纹数据库。本文可以省略前期采集工作,实时的获取室内节点的相对位置关系;加入离线数据后,可以达到80%的定位精度为6米。本文首先基于群智感知的概念,设计了信号强度量化算法,量化了WiFi接收列表之间的相似度。在仿真环境中,改变无线接入点的密度,计算信号强度量化值与行走距离之间的回归函数,其相关系数的平方值2可达0.9316。实验环境中,回归函数的相关系数的平方值2为0.779,具有强相关性。据此本文依据信号强度量化值推算行走距...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Java仿真环境
NS-3 是由美国华盛顿大学的 Thomas 教授及其小组开发的网络模拟器，是用于教育科研的离散事件模拟器。在 NS-3.28 仿真环境中设置节点后，可 NS-3 节点加入 WifiNetDevice 对象，创建基于 IEEE 802.1 设施和 ad hoc 。仿照 Java 仿真，在 100 米×100 米范围内随机放置了 80 个 AP 和中心区×60 米范围内随机放置 10 个采集点，重复多次。仿真具体实现如下。首先需要创建 NodeContainer 作为节点，放置网络的计算设备。利用 WifetStandard()选择协议 WIFI_PHY_STANDARD_80211a。使用 YansWifiPhy认物理层模型，信道模型对应为 YanWifiChannelHelper 模型。WifiMacHeetType()选择 ApWifiMac。为了使节点间通信，还需要在节点处安装协议栈 InternetStackHelper 的 Install()和 Ipv4AddressHelper。利用 AnimationInterface 保存仿真过程为 xml 文件。使用 Simulator::Run()，Simulator::Destrory()关闭仿真后，利用 NetAnim 打开 xml 文件，得到的图如图 3-7 所示。
图 3-8 Java 仿真结果0 组数据后，信号强度量化值与行走距离的关系图如图 3-8出散点较为集中，呈现出了一定的相关关系，本文用简单的结果，信号强度量化值 与行走距离 之间的回归函数为 =关系数的平方值 2值为 0.9125，具有强相关性。数量分别设定为 20、40、160、320，分别采集 900 组数据后示。结合图 3-8 和图 3-9 结果将仿真结果展示如表 3-1，表后，信号强度量化值 与行走距离 之间的回归函数和相关改变仿真环境中 AP 数目时，可以发现 AP 数目越多（AP 密大，反之 AP 数目越少（AP 密度越小），相关系数 越小。P 数目远低于大多情况下现实环境中的 AP 数目，甚至低至方值 2值仍然有 0.7611，具有强相关性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动终端群智感知研究[J]. 黄涵霞,丁强,李莉,娄梦茜,孙知信. 计算机技术与发展. 2014(06)
博士论文
[1]基于群智感知的无线室内定位[D]. 吴陈沭.清华大学 2015
硕士论文
[1]基于位置指纹的WIFI室内定位研究[D]. 王亚涛.南京邮电大学 2018
[2]基于低功耗蓝牙的室内定位技术研究[D]. 石志京.宁波大学 2015
[3]基于多维标度的无线传感器网络定位算法研究[D]. 武江.重庆大学 2015
本文编号：3104794
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Java仿真环境
NS-3 是由美国华盛顿大学的 Thomas 教授及其小组开发的网络模拟器，是用于教育科研的离散事件模拟器。在 NS-3.28 仿真环境中设置节点后，可 NS-3 节点加入 WifiNetDevice 对象，创建基于 IEEE 802.1 设施和 ad hoc 。仿照 Java 仿真，在 100 米×100 米范围内随机放置了 80 个 AP 和中心区×60 米范围内随机放置 10 个采集点，重复多次。仿真具体实现如下。首先需要创建 NodeContainer 作为节点，放置网络的计算设备。利用 WifetStandard()选择协议 WIFI_PHY_STANDARD_80211a。使用 YansWifiPhy认物理层模型，信道模型对应为 YanWifiChannelHelper 模型。WifiMacHeetType()选择 ApWifiMac。为了使节点间通信，还需要在节点处安装协议栈 InternetStackHelper 的 Install()和 Ipv4AddressHelper。利用 AnimationInterface 保存仿真过程为 xml 文件。使用 Simulator::Run()，Simulator::Destrory()关闭仿真后，利用 NetAnim 打开 xml 文件，得到的图如图 3-7 所示。
图 3-8 Java 仿真结果0 组数据后，信号强度量化值与行走距离的关系图如图 3-8出散点较为集中，呈现出了一定的相关关系，本文用简单的结果，信号强度量化值 与行走距离 之间的回归函数为 =关系数的平方值 2值为 0.9125，具有强相关性。数量分别设定为 20、40、160、320，分别采集 900 组数据后示。结合图 3-8 和图 3-9 结果将仿真结果展示如表 3-1，表后，信号强度量化值 与行走距离 之间的回归函数和相关改变仿真环境中 AP 数目时，可以发现 AP 数目越多（AP 密大，反之 AP 数目越少（AP 密度越小），相关系数 越小。P 数目远低于大多情况下现实环境中的 AP 数目，甚至低至方值 2值仍然有 0.7611，具有强相关性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动终端群智感知研究[J]. 黄涵霞,丁强,李莉,娄梦茜,孙知信. 计算机技术与发展. 2014(06)
博士论文
[1]基于群智感知的无线室内定位[D]. 吴陈沭.清华大学 2015
硕士论文
[1]基于位置指纹的WIFI室内定位研究[D]. 王亚涛.南京邮电大学 2018
[2]基于低功耗蓝牙的室内定位技术研究[D]. 石志京.宁波大学 2015
[3]基于多维标度的无线传感器网络定位算法研究[D]. 武江.重庆大学 2015
本文编号：3104794
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