基于iBeacon的室内定位技术研究和实现

发布时间：2017-09-20 06:36

  本文关键词：基于iBeacon的室内定位技术研究和实现

  更多相关文章： iBeacon 指纹定位算法 室内定位

【摘要】：近年来,随着智能手机和智能设备的飞速发展,人们对位置服务的需求不断增加,室内定位技术成为了信息技术研究的热点问题之一。基于Wi-Fi的室内定位技术快速发展,并在一些场合进行了实际使用,在初步实践的过程中也暴露出了一系列的问题与不足。鉴于目前室内定位技术存在的一些问题,随着2013年美国苹果公司推出的iBeacon技术,为室内定位技术的发展带来了新的契机。基于iBeacon室内定位技术,可以使我们在室内环境中只需额外的增加一些硬件就能有效的进行高精度的定位,能够有效的对Wi-Fi定位的不足进行弥补。鉴于此,本文主要是通过对基于Wi-Fi的室内定位系统的优点及不足进行分析对比,提出基于iBeacon的室内定位系统,研究并改进指纹定位算法,设计实现基于iOS操作系统的室内定位系统。首先,通过大量的文献阅读,分析国内外室内定位系统特别是基于Wi-Fi的指纹定位系统研究现状,对目前室内定位系统的原理及优缺点进行分析,并根据此优缺点进行原因的分析研究,同时,对整个室内定位精度的影响因子进行分析研究。其次,根据所得分析提出基于iBeacon的室内定位系统,分析如何使用iBeacon来进行准确的定位,是否能对当前的主流定位系统进行有效的弥补。同时对几种典型的基于信号指纹的定位算法进行研究,对最近邻法(NN)、K近邻法(KNN)、支持向量机法(SVM)原理进行阐述,并根据这些算法提出进行一些改进后提出本次设计所采用的信号指纹匹配算法,并对此定位算法进行实现,然后对其性能进行测试。然后对基于iBeacon的室内定位系统进行需求分析,提出此定位系统的设计方案。分析软件开发的平台和环境,对定位系统进行总体框架设计,对整个系统的逻辑结构、数据流的结构以及定位系统各个模块间的通信协议进行分析。然后,分别对系统的服务器模块和客户端模块进行功能的分析并实现每个模块的功能,在每个模块功能都实现后分别对各个模块进行功能的调试。最后,在真实的环境中进行测试环境的搭建,将本文实现了的基于iBeacon的室内定位系统在此环境中进行测试,分别对信号指纹采集的功能和定位的功能进行测试,再对本次系统采用的定位算法精度、速度以及并发性三个方面进行性能的测试。在所有的测试都完成之后,对测试所得的结果进行分析,并与基于Wi-Fi信号指纹室内定位系统进行比较,提出基于iBeacon信号指纹的室内定位系统优点。
【关键词】：iBeacon 指纹定位算法 室内定位
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 论文主要研究内容12-13
• 1.4 论文的组织结构13-14
• 第2章 Wi-Fi指纹室内定位系统14-24
• 2.1 Wi-Fi无线通信技术简介14-16
• 2.1.1 Wi-Fi技术的概念和标准14
• 2.1.2 Wi-Fi的网络组成和拓扑结构14-16
• 2.1.3 Wi-Fi室内信号的传输特性16
• 2.2 室内无线定位技术16-20
• 2.2.1 无线室内定位技术的分类16-19
• 2.2.2 无线室内定位技术的选择及评判标准19-20
• 2.3 RSSI信号指纹定位原理分析20-21
• 2.4 基于Wi-Fi信号指纹的室内定位技术原理和优缺点分析21-23
• 2.4.1 基于Wi-Fi信号指纹的室内定位的原理21-22
• 2.4.2 基于Wi-Fi信号指纹的室内定位的优缺点22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 iBeacon室内定位系统24-33
• 3.1 iBeacon技术简介24-25
• 3.1.1 iBeacon的概念和技术标准24
• 3.1.2 iBeacon的特点和研究现状24-25
• 3.2 基于指纹的iBeacon室内定位原理和定位算法分析25-30
• 3.2.1 基本原理和定位过程25-26
• 3.2.2 经典的指纹匹配算法26-28
• 3.2.3 改进的指纹匹配算法28-30
• 3.3 iBeacon指纹定位的关键问题分析30-32
• 3.3.1 环境对iBeacon信号RSSI值的影响30-31
• 3.3.2 位置与接收信号强度的关系31-32
• 3.3.3 定位区域的划分确定32
• 3.4 本章小结32-33
• 第4章 基于iBeacon的室内定位系统设计和实现33-54
• 4.1 定位系统的需求分析33-34
• 4.2 定位系统的开发环境34
• 4.3 系统的体系结构34-42
• 4.3.1 系统逻辑结构34-35
• 4.3.2 系统数据流结构35-37
• 4.3.3 系统的通信协议37-42
• 4.4 系统的设计与实现42-53
• 4.4.1 服务器系统43-47
• 4.4.2 手机终端系统47-52
• 4.4.3 指纹和地图导入系统52-53
• 4.5 本章小节53-54
• 第5章 基于iBeacon室内定位系统的性能测试54-63
• 5.1 测试的软硬件环境54-55
• 5.2 系统的功能测试55-59
• 5.2.1 信号指纹采集过程测试55-56
• 5.2.2 定位过程测试56-59
• 5.3 定位算法测试59-61
• 5.3.1 定位的精度59-60
• 5.3.2 定位的速度60
• 5.3.3 定位的并发性60-61
• 5.4 iBeacon较Wi-Fi室内定位的优点61-62
• 5.5 本章小节62-63
• 总结与展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 攻读学位期间取得学术成果69

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本文编号：886470