基于无线网络的室内定位技术研究平台设计

发布时间：2017-09-24 03:47

  本文关键词：基于无线网络的室内定位技术研究平台设计

  更多相关文章： 室内定位 WiFi ZigBee RSSI 陀螺仪 指纹识别

【摘要】：近年来,随着无线网络和移动终端用户量的快速增长,人们对位置服务(Location Based Services, LBS)的需求明显表现出快速、大幅增长的趋势,这很大程度上是由于无线网络的快速普及以及移动智能终端用户量的迅猛增长。位置服务在社会生产和人们生活的各个领域中受到越来越多的关注,并且逐渐展示出了良好的发展前景以及巨大的市场空间。其商业价值将不可估量,定位技术作为位置服务的基础,近年来也取得了飞速的发展。定位技术除了大家所熟知的GPS(室外定位)之外,还有室内定位。因为GPS的信号在室内并不能实现准确的定位,只能够大体上定位到目标处在哪一栋建筑物,在室内环境中,由于信号衰减等因素影响,GPS已经不能满足现有的应用对定位精度的要求,所以,这也使得室内定位得以越来越被重视。一套完整的室内定位系统,包括硬件和算法两部分,相比硬件而言,算法则更加灵活多变,对于同一个硬件平台,可以使用多种算法,或者对算法进行优化,从而提高定位精度,这也是研究人员对算法的研究要多于硬件的原因之一,基于这一现状,本课题设计了一套室内定位技术的研究平台,为研究人员提供一个室内定位算法的研究平台,该平台兼容的定位硬件包括现阶段应用比较多的ZigBee和WiFi,除此之外,考虑到陀螺仪和加速度计在室内在线定位中的重要作用,所以本平台也提供基于陀螺仪和加速度计的算法接口[31141。整个平台包括硬件和上位机两部分组成,硬件包括：锚节点,定位节点,通讯节点,其中锚节点的主要作用是产生ZigBee和WiFi信号,定位节点除了负责数据采集和传输,也提供算法接口和显示功能。通讯节点负责建立上位机和定位节点之间的通信。上位机主要提供算法接口,另外也有显示功能。本课题主要工作包括：各个模块的选型,电路的原理图设计、PCB制作、焊接、调试,硬件驱动程序编写,通讯协议设计,以及最后的测试工作。实验证明,本系统能够为室内定位技术研究提供兼容性比较好的软硬件平台、使得研究人员可以更加专注于算法优化研究,具有一定的创新性和实用性。
【关键词】：室内定位 WiFi ZigBee RSSI 陀螺仪 指纹识别
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 课题背景和研究意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 本课题研究内容11-12
• 1.4 课题工作与论文组织12-13
• 第二章 系统方案设计与各部分需求分析13-23
• 2.1 室内定位方法概述13-18
• 2.1.1 主要室内定位算法13-16
• 2.1.2 主要室内定位技术16-18
• 2.2 系统方案设计18
• 2.3 系统各部分需求分析18-22
• 2.3.1 硬件部分需求分析19-21
• 2.3.2 软件部分需求分析21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 系统硬件设计23-33
• 3.1 锚节点硬件设计23-26
• 3.1.1 各个模块选型23-24
• 3.1.2 锚节点原理图设计24-26
• 3.2 定位节点硬件电路设计26-31
• 3.2.1 各个模块选型26-27
• 3.2.2 最小系统外围电路设计27-31
• 3.2.3 定位节点整体原理图设计31
• 3.3 通讯节点硬件电路设计31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 系统软件设计33-48
• 4.1 上位机软件设计33-35
• 4.1.1 Qt Creator33
• 4.1.2 上位机界面33-35
• 4.2 下位机驱动程序设计35-44
• 4.2.1 WiFi发射模块配置程序设计35-38
• 4.2.2 ZigBee节点程序设计38-41
• 4.2.3 陀螺仪模块驱动程序设计41-42
• 4.2.4 LCD显示驱动设计42-43
• 4.2.5 STM32程序设计43-44
• 4.3 算法接口44-47
• 4.3.1 上位机算法接口44-46
• 4.3.2 下位机算法接口46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第五章 系统测试48-56
• 5.1 硬件各功能模块测试48-51
• 5.1.1 锚节点测试48-49
• 5.1.2 定位节点测试49-50
• 5.1.3 通讯节点测试50-51
• 5.2 上位机界面测试51-52
• 5.3 系统整体测试52-55
• 5.4 本章小结55-56
• 第六章 总结与展望56-58
• 6.1 本文工作总结56-57
• 6.2 未来工作展望57-58
• 参考文献58-61
• 附录A61-62
• 在学期间的研究成果62-63
• 致谢63

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