基于iBeacon的室内定位系统的设计与实现
发布时间：2021-07-20 15:02
近年来,新型移动应用设备层出不穷,手机、平板以及其他可穿戴移动设备的应用发展日新月异,随着新型物联网位置感知技术的日益成熟以及物联网应用移动设备数量的激增,位置感知技术作为新型信息时代物联网的一个关键节点,起着至关重要的技术支撑作用。物联网位置信息感知技术主要是依靠物联网位置服务系统向用户提供的相关位置信息,提供用户与当前用户位置有关的信息服务。虽然基于位置服务技术的应用比较多,但是也展现出很多的问题,比如信号的强弱程度受天气和地理位置的变化影响较大,导致定位不准确,误差较大。因此,需要一个稳定性强、安全性高的定位系统或平台提供可靠服务。本文通过对各类定位技术的研究以及委托工厂实际的需求分析,在了解了各类室内定位技术的优缺点后,总结出基于iBeacon的室内定位系统可以很好的解决上述问题并且满足需求方的实际业务需求,提供安全可靠的定位服务。本文以iBeacon蓝牙定位技术为技术基石进行设计,主要工作内容为多平台的设计,前端包括网页端和手机移动端,为平台管理人员提供人员物资实时定位、轨迹回放、电子围栏的设定、厂区视频监控等基本功能模块。在人员物资实时定位模块通过获取iBeacon信标的R...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１室内定位技术精度和实现难易程度对比图??从图中不难看出，Ａ－ＧＰＳ和ＲＦＩＤ技术的定位精度都为１０米左右，二者相差??－
?山东大学硕士学位论文???点到三个ｉＢｅａｃｏｎ信标的距离。??／?ｉ?Ｂｅａｃｏｎ?／?＼?＼??／?／?＼?ｉＢｅａｃｏｎ?＼??图２－２定位图??根据几何原理可以得到如下关系表达式。??（（．Ｘ?－?ｘ＾２?＋?（ｙ?－?ｙｔ）２?＝?ｄｆ??＼（ｘ－ｘ２ｙ?＋?（ｙ－ｙ２）２?＝?ｄ＼??－?ｘ３）２?＋?（ｙ?－?ｙ３）２?＝?ｄｌ?（２＿１）??将关系表达式２－１展开可得表达式２－２。??ｆ２（ｘｘ?－?ｘ３）ｘ?＋?２（ｙｘ?－?ｙ３）ｙ?＝?ｘ＼－ｘ＼－Ｖ?ｙ＼?－?ｙｉ?＋?ｄｊ?－?ｄｊ?（２－２）??ｌ２（ｘ２?－?ｘ３）ｘ?＋?２（ｙｚ?－?ｙ３）ｙ?＝?－?ｘ｜?＋?ｙ｜?－?ｙ｜?＋?ｄ｜?－??将关系表达式化成矩阵的形式可得表达式２－３。??＝?２?［＾ｉ?￣＾３?￣?＾３｜－１?＼ｘ＼?￣ｘｌ＋?ｙ＼?－ｙｉ?＋?ｄｊ－?ｄＵ?（２＿３）??ｙ＼?Ｙｘ１?—?ｘ３?ｘ±?－?ｘ３＼?＾２?＿?Ｘ３?ｙｉ?￣?ｙｉ?＋?＾３?—?＾２??根据表达式２－３可以很清楚的看到要得到（ｘ，ｙ）坐标还需要ｄｌ、ｄ２、ｄ３作??为已知参数，假设蓝牙信号到达ｆｉｅａｃｏｎ信标的时间分别为ｔｌ、ｔ２、ｔ３，己知蓝??牙短波信号传输速度为ｃ，则通过公式２－４可得待测点到ｉＢｅａｃｏｎ信标的距离ｄ。??ｄ?＝?ｔ?ｘ?ｃ?（２－４）??因此只要测出时间ｔｌ、ｔ２、ｔ３，连解方程就可以算出待测点的坐标（ｘ，ｙ）。??到达时间法的定位精度主要取决于对测量时间的精度ｔ１＇要想保证定位精度??的准确，对于测量时间的误差要保证在５０纳秒以内。但是ｉＢｅａｃｏｎ信标布设在??室内受各种因素的
?山东大学硕士学位论文???通过以上设计可以在前端展示多种警报，并且根据各种事先设定好的预案策??略进行联动，比如可以联动录像、通知用户等。部分人员物资实时定位用例图，??如图３－２所示：?????夕鱗，．．（＾险点告＾＂＾＞??〇?Ｃｅｘｔｅｎｔｆ）??￣ｔ—￣＾??Ａ?Ｏ酷?Ｏ??「ＥＩＡ?＼＇＼．?，＾??＼?（ｅｘｔｅｎｄ）??Ｖ＼?、??＼?？．?（＂＂＂＾１?卡破坏告（ｅｘｌｅｎｄ）??Ｃｂｔｅｎｄ）?＾＾??？?＼＼?ｃ５５Ｅ＞?ｃｒｉｉｒ＞—￣？－??＼?＼ｌ?．?ｌ?人??＼?＼???＜ｔ．?＜ｅｘｔｅｎｃｆ＞，＇?／?厂区臟员??—麟超载／??厂区物ｗ?＼＇＼ｖ?＂?￣???点繼频Ｄ??＼?＞＜ｉｎｃｌｕｄｉ＞???物资实时｛ｉｎｃｕｄｅｓ）?态窗口????《ｉｎｃｌｕｄｅｓ》???娜◎?．．．．＊＜＾ｊ?物趣⑥??髓员?￣￣翔点名??图３－２人员物资实时定位部分用例图??１、以厂区工人的角度进行用例分析。厂区工人佩戴完好无损且电量充足的胸??卡进入厂区工作，那么工作人员在该系统中就可以胸卡来代替，胸卡和员工的ｉｄ??号是绑定的，所以可以做到在系统中胸卡即人。工作人员在厂区中正常工作，没??有违规异常操作时，工作人员只是作为一个移动的信号点，作为平台采集信息的??工具。采集的位置坐标信息通过基站路由传递给平台，经过平台的解析，作为一??个移动的点位，通过可视化界面展示。但是当工作人员没有按规定进行了相关违??规操作，可能触发一些告警，在平台上产生一系列警报信息，产生的告警信息包??括警示区域告警、离职告警
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子围栏技术在景区交通问题中应用的SWOT分析[J]. 苏杭. 物流工程与管理. 2019(09)
[2]RFID无线射频识别技术在物联网的应用[J]. 陈明月. 信息与电脑(理论版). 2019(13)
[3]基于iBeacon的固定资产定位与防丢防盗系统的设计[J]. 牛超,汪辉,王若璇,吴萍玲,刘芳. 物联网技术. 2019(01)
[4]一种基于iBeacon技术在室内定位上的应用[J]. 车龙,胡达科,林立峰. 信息通信. 2017(06)
[5]基于微服务架构的统一应用开发平台[J]. 李春阳,刘迪,崔蔚,李晓珍,李春岐. 计算机系统应用. 2017(04)
[6]物联网趋势下射频识别技术的探讨与实践[J]. 李汉挺. 电脑知识与技术. 2017(01)
[7]物联网时代医疗废物全产业链信息化管理研究[J]. 赵慧,胡树煜. 中国管理信息化. 2016(05)
[8]关于蓝牙室内无线定位系统的技术实现[J]. 卢来,龙科. 数字技术与应用. 2015(12)
[9]基于低功耗蓝牙技术的室内定位应用研究[J]. 刘明伟,刘太君,叶焱,吴丽. 无线通信技术. 2015(03)
[10]室内定位技术和系统的研究进展[J]. 曹世华. 计算机系统应用. 2013(09)
博士论文
[1]基于时差频差的多站无源定位与跟踪算法研究[D]. 朱国辉.西安电子科技大学 2015
硕士论文
[1]基于MIMU的自主行人导航系统研究[D]. 胡捷凯.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于RFID的室内无线定位技术研究[D]. 杨斌.太原理工大学 2018
[3]基于到达时间差法的震源定位研究与实现[D]. 宿晓曦.吉林大学 2017
[4]基于位置指纹法的船载传感网络定位方法研究[D]. 陈默子.武汉理工大学 2016
[5]基于UWB信号的单基站定位算法研究及AOA定位研究[D]. 马婧.中国海洋大学 2013
[6]用于RFID信号到达角度（AOA）定位系统中的ADC设计[D]. 王淼.天津大学 2010
[7]基于到达时间差（TDOA）技术的振动平面定位算法研究[D]. 姬庆华.沈阳理工大学 2010
本文编号：3293051
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１室内定位技术精度和实现难易程度对比图??从图中不难看出，Ａ－ＧＰＳ和ＲＦＩＤ技术的定位精度都为１０米左右，二者相差??－
?山东大学硕士学位论文???点到三个ｉＢｅａｃｏｎ信标的距离。??／?ｉ?Ｂｅａｃｏｎ?／?＼?＼??／?／?＼?ｉＢｅａｃｏｎ?＼??图２－２定位图??根据几何原理可以得到如下关系表达式。??（（．Ｘ?－?ｘ＾２?＋?（ｙ?－?ｙｔ）２?＝?ｄｆ??＼（ｘ－ｘ２ｙ?＋?（ｙ－ｙ２）２?＝?ｄ＼??－?ｘ３）２?＋?（ｙ?－?ｙ３）２?＝?ｄｌ?（２＿１）??将关系表达式２－１展开可得表达式２－２。??ｆ２（ｘｘ?－?ｘ３）ｘ?＋?２（ｙｘ?－?ｙ３）ｙ?＝?ｘ＼－ｘ＼－Ｖ?ｙ＼?－?ｙｉ?＋?ｄｊ?－?ｄｊ?（２－２）??ｌ２（ｘ２?－?ｘ３）ｘ?＋?２（ｙｚ?－?ｙ３）ｙ?＝?－?ｘ｜?＋?ｙ｜?－?ｙ｜?＋?ｄ｜?－??将关系表达式化成矩阵的形式可得表达式２－３。??＝?２?［＾ｉ?￣＾３?￣?＾３｜－１?＼ｘ＼?￣ｘｌ＋?ｙ＼?－ｙｉ?＋?ｄｊ－?ｄＵ?（２＿３）??ｙ＼?Ｙｘ１?—?ｘ３?ｘ±?－?ｘ３＼?＾２?＿?Ｘ３?ｙｉ?￣?ｙｉ?＋?＾３?—?＾２??根据表达式２－３可以很清楚的看到要得到（ｘ，ｙ）坐标还需要ｄｌ、ｄ２、ｄ３作??为已知参数，假设蓝牙信号到达ｆｉｅａｃｏｎ信标的时间分别为ｔｌ、ｔ２、ｔ３，己知蓝??牙短波信号传输速度为ｃ，则通过公式２－４可得待测点到ｉＢｅａｃｏｎ信标的距离ｄ。??ｄ?＝?ｔ?ｘ?ｃ?（２－４）??因此只要测出时间ｔｌ、ｔ２、ｔ３，连解方程就可以算出待测点的坐标（ｘ，ｙ）。??到达时间法的定位精度主要取决于对测量时间的精度ｔ１＇要想保证定位精度??的准确，对于测量时间的误差要保证在５０纳秒以内。但是ｉＢｅａｃｏｎ信标布设在??室内受各种因素的
?山东大学硕士学位论文???通过以上设计可以在前端展示多种警报，并且根据各种事先设定好的预案策??略进行联动，比如可以联动录像、通知用户等。部分人员物资实时定位用例图，??如图３－２所示：?????夕鱗，．．（＾险点告＾＂＾＞??〇?Ｃｅｘｔｅｎｔｆ）??￣ｔ—￣＾??Ａ?Ｏ酷?Ｏ??「ＥＩＡ?＼＇＼．?，＾??＼?（ｅｘｔｅｎｄ）??Ｖ＼?、??＼?？．?（＂＂＂＾１?卡破坏告（ｅｘｌｅｎｄ）??Ｃｂｔｅｎｄ）?＾＾??？?＼＼?ｃ５５Ｅ＞?ｃｒｉｉｒ＞—￣？－??＼?＼ｌ?．?ｌ?人??＼?＼???＜ｔ．?＜ｅｘｔｅｎｃｆ＞，＇?／?厂区臟员??—麟超载／??厂区物ｗ?＼＇＼ｖ?＂?￣???点繼频Ｄ??＼?＞＜ｉｎｃｌｕｄｉ＞???物资实时｛ｉｎｃｕｄｅｓ）?态窗口????《ｉｎｃｌｕｄｅｓ》???娜◎?．．．．＊＜＾ｊ?物趣⑥??髓员?￣￣翔点名??图３－２人员物资实时定位部分用例图??１、以厂区工人的角度进行用例分析。厂区工人佩戴完好无损且电量充足的胸??卡进入厂区工作，那么工作人员在该系统中就可以胸卡来代替，胸卡和员工的ｉｄ??号是绑定的，所以可以做到在系统中胸卡即人。工作人员在厂区中正常工作，没??有违规异常操作时，工作人员只是作为一个移动的信号点，作为平台采集信息的??工具。采集的位置坐标信息通过基站路由传递给平台，经过平台的解析，作为一??个移动的点位，通过可视化界面展示。但是当工作人员没有按规定进行了相关违??规操作，可能触发一些告警，在平台上产生一系列警报信息，产生的告警信息包??括警示区域告警、离职告警
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子围栏技术在景区交通问题中应用的SWOT分析[J]. 苏杭. 物流工程与管理. 2019(09)
[2]RFID无线射频识别技术在物联网的应用[J]. 陈明月. 信息与电脑(理论版). 2019(13)
[3]基于iBeacon的固定资产定位与防丢防盗系统的设计[J]. 牛超,汪辉,王若璇,吴萍玲,刘芳. 物联网技术. 2019(01)
[4]一种基于iBeacon技术在室内定位上的应用[J]. 车龙,胡达科,林立峰. 信息通信. 2017(06)
[5]基于微服务架构的统一应用开发平台[J]. 李春阳,刘迪,崔蔚,李晓珍,李春岐. 计算机系统应用. 2017(04)
[6]物联网趋势下射频识别技术的探讨与实践[J]. 李汉挺. 电脑知识与技术. 2017(01)
[7]物联网时代医疗废物全产业链信息化管理研究[J]. 赵慧,胡树煜. 中国管理信息化. 2016(05)
[8]关于蓝牙室内无线定位系统的技术实现[J]. 卢来,龙科. 数字技术与应用. 2015(12)
[9]基于低功耗蓝牙技术的室内定位应用研究[J]. 刘明伟,刘太君,叶焱,吴丽. 无线通信技术. 2015(03)
[10]室内定位技术和系统的研究进展[J]. 曹世华. 计算机系统应用. 2013(09)
博士论文
[1]基于时差频差的多站无源定位与跟踪算法研究[D]. 朱国辉.西安电子科技大学 2015
硕士论文
[1]基于MIMU的自主行人导航系统研究[D]. 胡捷凯.哈尔滨工业大学 2019
[2]基于RFID的室内无线定位技术研究[D]. 杨斌.太原理工大学 2018
[3]基于到达时间差法的震源定位研究与实现[D]. 宿晓曦.吉林大学 2017
[4]基于位置指纹法的船载传感网络定位方法研究[D]. 陈默子.武汉理工大学 2016
[5]基于UWB信号的单基站定位算法研究及AOA定位研究[D]. 马婧.中国海洋大学 2013
[6]用于RFID信号到达角度（AOA）定位系统中的ADC设计[D]. 王淼.天津大学 2010
[7]基于到达时间差（TDOA）技术的振动平面定位算法研究[D]. 姬庆华.沈阳理工大学 2010
本文编号：3293051
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3293051.html
最近更新
教材专著
