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基于位置指纹的WiFi室内定位技术的研究

发布时间:2017-06-26 10:06

  本文关键词:基于位置指纹的WiFi室内定位技术的研究,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:随着智能手机的普及和移动互联网的快速发展,人们对基于位置服务(LBS,Location Based Services)的需求越来越多,该需求极大的推动了室内定位技术的发展。近年来,基于位置指纹的WiFi(Wireless Fidelity)室内定位技术成为了比较受欢迎的室内定位技术,该技术能够以纯软件的方式实现室内定位。本文给出了一种基于室内格局的区域划分方法,结合该方法的定位算法能够一定提高定位实时性和精确度。并在Android手机上设计并实现了基于位置指纹的WiFi室内定位原型系统。首先,在查阅了大量的参考文献后,对当前国内外室内定位技术的研究现状做了深入学习。对其中的基于WiFi的室内定位技术的原理和特点进行详细介绍分析,并重点研究了室内WiFi指纹定位技术的特征以及指纹定位过程中的关键影响因素。其次,根据前面提到的定位过程中的关键影响因素,在分析传统的位置指纹定位流程后,给出了一种基于室内格局的区域编码划分的方法,将结合该方法的改进算法使用MATLAB软件进行算法的仿真分析。改进算法在定位实时性和定位精确度上有所提高,因此拟定了基于区域编码划分法的改进算法作为定位系统采纳的算法。然后,通过对Android室内定位原型系统的需求分析,提出了系统设计方案。接着介绍了系统的拓扑结构、系统架构,完成了定位系统客户端和服务端的各个功能模块的详细设计,并从离线阶段和在线阶段介绍了软件的工作流程。使用JAVA语言在eclipse平台上进行系统开发。最后,搭建了室内定位实验环境,使用开发的原型系统,在实验环境下进行离线阶段创建数据库以及在线阶段的定位测试,记录定位结果,统计分析相应的定位性能。
【关键词】:室内定位 WiFi 指纹定位算法 Android
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN92
【目录】:
  • 摘要6-7
  • Abstract7-11
  • 第1章 绪论11-15
  • 1.1 研究背景及意义11
  • 1.2 室内定位技术的研究现状11-13
  • 1.3 论文章节安排13-14
  • 1.4 本章小结14-15
  • 第2章 WiFi室内定位技术的分析15-22
  • 2.1 WiFi技术概述15
  • 2.2 基于信号传播模型的定位技术15-17
  • 2.3 基于位置指纹的室内定位技术17-19
  • 2.3.1 位置指纹算法的原理17-18
  • 2.3.2 位置指纹定位技术优缺点分析18-19
  • 2.4 位置指纹主要定位算法19-21
  • 2.4.1 最近邻法19
  • 2.4.2 K近邻法19
  • 2.4.3 加权的K近邻算法19-20
  • 2.4.4 概率法20-21
  • 2.5 位置指纹定位算法的性能评价指标21
  • 2.6 本章小结21-22
  • 第3章 位置指纹定位算法的研究22-34
  • 3.1 实验平台的构建22-23
  • 3.1.1 实验环境22
  • 3.1.2 信号采集软件22-23
  • 3.1.3 实验中使用的设备23
  • 3.2 指纹定位技术的关键影响因素分析23-28
  • 3.2.1 室内环境对信号传播的影响23-24
  • 3.2.2 人流量对信号接收强度的影响24-25
  • 3.2.3 接收信号强度与位置的关系25-26
  • 3.2.4 可检测到的AP个数的变化26-28
  • 3.3 指纹算法的改进分析28-33
  • 3.3.1 位置指纹算法的定位流程改进28-29
  • 3.3.2 基于室内格局的区域编码划分方法29-30
  • 3.3.3 数据相关算法的数学量化分析30-32
  • 3.3.4 改进后算法的性能分析32-33
  • 3.4 本章小结33-34
  • 第4章 基于Android室内定位原型系统的实现34-44
  • 4.1 Android室内定位系统的需求分析与概要设计34-36
  • 4.1.1 系统的需求分析34-35
  • 4.1.2 系统的拓扑结构35-36
  • 4.1.3 系统的总体规划36
  • 4.2 移动客户端的设计与实现36-38
  • 4.2.1 客户端的界面显示模块36-37
  • 4.2.2 客户端的信息采集模块37
  • 4.2.3 客户端的无线通信模块37-38
  • 4.3 后台服务器的设计与实现38-40
  • 4.3.1 服务端的创建数据库模块38-39
  • 4.3.2 服务端的定位模块39-40
  • 4.4 定位系统工作流程40-43
  • 4.4.1 离线定位阶段的实现40-42
  • 4.4.2 在线定位阶段的实现42-43
  • 4.5 本章小结43-44
  • 第5章 系统定位测试44-51
  • 5.1 实际环境中的定位实验44-48
  • 5.1.1 离线阶段功能测试44-46
  • 5.1.2 在线阶段功能测试46-48
  • 5.1.3 系统非功能性测试48
  • 5.2 实验数据定位误差分析48-50
  • 5.3 本章小结50-51
  • 结论与展望51-52
  • 致谢52-53
  • 参考文献53-55

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