基于RSSI测距的低功耗蓝牙室内定位系统研究

发布时间：2024-02-22 11:41

　　随着移动互联网与物联网浪潮的推进,利用卫星定位核心技术开发的众多位置服务应用正不断融入人们的生活,日益不可或缺。然而,人们日常生活的大部分时间都在室内,微弱的卫星信号在室内会带来很大的定位偏差,甚至不可用。因此,室内定位技术研究受到广泛重视,进而出现了以蓝牙、WiFi和蜂窝移动等无线通信技术为基础的室内定位技术。近年来蓝牙技术的快速发展,其功耗低、可网状组网和普及广泛的特点,成为室内定位技术研究和开发的焦点。利用蓝牙无线信号定位,面临着不同室内复杂环境对蓝牙信号的随机扰动带来的传播模型优化,蓝牙信号的预处理和特征选择,以及基于几何模型定位算法的改进等问题的挑战。本文中以可视距的室内环境为实验场景,从基于RSSI的测距模型研究、区域加权-卡尔曼滤波算法的设计和动态系数加权质心定位算法的设计三个部分来实现本文的算法研究。在基于RSSI的测距模型的研究中,通过采集到的实验环境中蓝牙信号在不同传播距离时的RSSI值,采用线性回归模型以最小二乘原理来对测距模型参数进行优化。通过设计的区域加权-卡尔曼滤波算法对实验环境中采集到的RSSI数据进行预处理来提高整体实验结果精度。动态系数加权质心算法是以...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 蓝牙技术研究现状
        1.2.2 室内定位技术研究现状
    1.3 论文主要工作及研究内容
    1.4 论文组织结构
第2章 低功耗蓝牙室内定位基础
    2.1 低功耗蓝牙技术
        2.1.1 低功耗蓝牙协议栈结构
        2.1.2 蓝牙组网技术介绍
    2.2 室内定位相关技术
        2.2.1 常见的测距方法介绍
        2.2.2 定位算法介绍
    2.3 室内定位算法性能评价指标
        2.3.1 均方误差
        2.3.2 累计误差分布函数
        2.3.3 最大误差
        2.3.4 平均误差
    2.4 本章小结
第3章 基于RSSI测距模型的建立与优化
    3.1 RSSI测距模型原理
        3.1.1 自由空间RSSI传播模型
        3.1.2 非自由空间RSSI传播模型
        3.1.3 RSSI传播模型分析
    3.2 测距模型RSSI数据采集
    3.3 滤波算法研究
        3.3.1 均值滤波算法介绍
        3.3.2 区域加权-卡尔曼滤波算法设计
        3.3.3 滤波算法分析
    3.4 RSSI测距模型优化
        3.4.1 RSSI测距模型建立
        3.4.2 RSSI测距模型参数确定
    3.5 测距模型性能分析
    3.6 本章小结
第4章 动态系数加权质心定位算法研究
    4.1 传统加权质心定位算法研究
    4.2 动态系数加权质心定位算法研究
        4.2.1 参考节点的动态选取
        4.2.2 参考节点位置转换
        4.2.3 系数加权质心定位算法设计
        4.2.4 动态权重系数的实现
    4.3 动态系数加权质心定位算法整体实现流程
    4.4 本章小结
第5章 实验验证与结果分析
    5.1 实验环境部署
    5.2 实验数据采集系统设计
    5.3 定位结果展示与分析
        5.3.1 滤波算法定位结果分析
        5.3.2 动态系数加权质心定位算法定位结果分析
        5.3.3 实验结果总结
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3906702