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《辽宁工业大学》 2018年
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基于蓝牙4.0的室内定位算法与系统技术研究

郝德华  
【摘要】:随着位置服务的广泛应用,室内定位为人们带来了极大便利,故室内定位的商业化将成为必然。但室内环境复杂多变,现有室内定位大都定位成本高,定位精度和覆盖范围有限。而蓝牙4.0的低功耗、低成本、易部署和距离传输远等特点高度符合室内定位的发展趋势,因此本文对蓝牙4.0的传播特性、定位算法和定位系统设计分别进行研究。首先,在室内采集蓝牙信号,分析不同环境因素对蓝牙4.0传播特性的影响,并根据蓝牙4.0实测信号拟合优化传播模型;同时利用高斯滤波算法对RSSI信号进行预处理,以提高RSSI测量精度。其次,针对位置指纹匹配定位算法中离线建库工作量较大的问题,提出了一种基于Pearson相关系数的快速虚拟网格匹配定位算法。首先利用Bounding-Box方法确定初始虚拟网格区域,然后计算RSSI向量和距离对数向量间的Pearson相关系数集,最后选取相关值接近于-1的k个近邻坐标并以相关系数为权值确定未知节点位置。为提高定位速率,结合迭代细分算法进行网格细分。经仿真验证,在高斯环境下算法不仅无需建立指纹数据库,而且具有较高的定位精度和定位速率。再次,针对非视距环境中NLOS误差对定位性能影响严重的问题,提出了一种基于特征点修正的改进PSO定位算法。算法在离线阶段选取少量的特征点并建立指纹数据库;在线定位阶段则利用初始定位估计和特征点指纹对信号传播模型以加权最小二乘算法进行拟合,并对伪距进行差分修正,以提高测距精度;通过对PSO定位算法的适应度函数进行线性化处理,从而完成最终定位估计。仿真结果表明,该算法可有效削弱NLOS误差对定位性能的影响,实现高精度定位,且具有较强的抗噪能力。最后,在室内环境搭建蓝牙4.0定位系统,部署并合理配置蓝牙信标,利用AT指令控制蓝牙4.0模块完成RSSI信号的采集,并针对室内高斯噪声环境和非视距环境分别进行定位实验测试。实验结果表明,定位系统具有较高的定位精度和良好的抗噪声性能,在实际环境中可以满足定位需求。
【学位授予单位】:辽宁工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN925

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡晖;许浩峰;包伟华;;基于相关性算法的超声波回波定位[J];自动化仪表;2015年10期
2 阮陵;张翎;许越;郑星雨;;室内定位:分类、方法与应用综述[J];地理信息世界;2015年02期
3 陈万志;张洋;李曌成;;一种缩小定位区域的改进APIT无线传感器网络定位算法[J];电子测量与仪器学报;2015年02期
4 韩旭海;夏文龙;周渊平;;基于线性加权的蓝牙室内定位算法[J];计算机系统应用;2015年01期
5 陈晓海;彭舰;刘唐;;基于最优信标节点的无线传感器网络质心定位算法[J];计算机应用;2015年01期
6 毕京学;甄杰;郭英;;室内定位无线接收信号强度测距模型的研究[J];导航定位学报;2014年04期
7 肖如良;李奕诺;江少华;梅忠;蔡声镇;;基于卡尔曼滤波与中位加权的定位算法[J];计算机应用;2014年12期
8 聂尔豪;于重重;苏维均;阚志强;;Wi-Fi实时定位算法研究[J];计算机应用研究;2014年07期
9 崔玮;吴成东;张云洲;贾子熙;程龙;;基于高斯混合模型的非视距定位算法[J];通信学报;2014年01期
10 韩江洪;祝满拳;马学森;刘会平;;基于RSSI的极大似然与加权质心混合定位算法[J];电子测量与仪器学报;2013年10期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张庆科;粒子群优化算法及差分进行算法研究[D];山东大学;2017年
2 王日明;提升复杂非视距环境下RSS定位估计精度的研究[D];华南理工大学;2015年
3 李翠霞;移动终端定位的关键算法研究[D];华南理工大学;2015年
4 孟颍辉;无线传感器网络节点定位方法研究[D];东北大学;2014年
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1 刘璐;图像辅助的射频指纹定位系统的设计与实现[D];北京交通大学;2017年
2 张静;基于安卓蓝牙的远距离通信系统设计与实现[D];大连海事大学;2017年
3 邓水发;LOS/NLOS传播环境识别与NLOS误差消除技术研究[D];西南交通大学;2016年
4 华海亮;基于WiFi和蓝牙的室内定位技术研究[D];辽宁工业大学;2016年
5 张国军;基于RSSI值的WiFi网络定位算法研究[D];哈尔滨理工大学;2016年
6 孟维新;无线传感器网络中基于DV-Hop的定位技术研究[D];南京理工大学;2016年
7 石志京;基于低功耗蓝牙的室内定位技术研究[D];宁波大学;2015年
8 童莉;基于测距的无线传感网定位算法的研究[D];安徽工程大学;2015年
9 葛丽;基于WIFI位置指纹室内定位算法关键技术的研究[D];南京邮电大学;2015年
10 卞合善;基于蓝牙4.0低功耗室内定位研究[D];北京邮电大学;2015年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王保华;王立德;郑策;曲越;;SDS-TWR无线测距在城轨列车防撞系统中的应用研究[J];北京交通大学学报;2015年06期
2 刘壮;晁美霞;张婧;张昕;刘妍;张剑飞;;WSN基于节点位置相对关系定位的数学属性研究[J];吉林大学学报(信息科学版);2015年06期
3 郑爱媛;;无线传感器网络中基于粒子滤波的目标跟踪算法研究[J];四川理工学院学报(自然科学版);2015年05期
4 李奇越;吴忠;黎洁;孙伟;王建平;;基于改进卡尔曼滤波的NLOS误差消除算法[J];电子测量与仪器学报;2015年10期
5 李奕诺;肖如良;倪友聪;苏小敏;杜欣;蔡声镇;;基于动态环境衰减的粒子滤波室内定位算法[J];计算机应用;2015年09期
6 后茜;林基明;周继华;刘俊;;LTE中抑制非视距误差的分层协同定位算法[J];电视技术;2015年17期
7 肖竹;陈杰;王东;李晓鸿;李仁发;;严重遮挡非视距环境下的三维定位方法[J];通信学报;2015年08期
8 刘明伟;刘太君;叶焱;吴丽;;基于低功耗蓝牙技术的室内定位应用研究[J];无线通信技术;2015年03期
9 张勇;徐小龙;徐科宇;;基于加权质心法的WLAN室内定位系统[J];电子测量与仪器学报;2015年07期
10 刘政;;无线传感器网络节点自适应加权定位算法[J];自动化仪表;2015年06期
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1 马屈杨;往复压缩机及其管路系统气流脉动抑制方法研究[D];北京化工大学;2018年
2 吴小涛;基于变分模态分解和相关向量机的太阳辐照度预测模型研究[D];华中科技大学;2018年
3 宋晓天;高敏感度无源RFID传感标签的设计研究[D];中国科学技术大学;2017年
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1 张秋淼;基于物联网技术的仓储物资智能管理系统研究[D];华东交通大学;2018年
2 田家英;基于WIFI位置指纹算法室内定位技术研究[D];兰州交通大学;2018年
3 郑一帆;基于k-means的室内射频指纹定位研究[D];北京交通大学;2018年
4 白志帅;BLE室内定位系统数据处理算法研究与实现[D];西安工业大学;2018年
5 高伟杰;基于Android的服装设计智能测量系统设计[D];内蒙古大学;2018年
6 陈可可;基于手机的行人及车辆多源融合室内定位方法[D];西南交通大学;2018年
7 田翠玲;基于Android蓝牙通信的野外设备监控系统[D];华中师范大学;2018年
8 赵晓燕;基于PDR&WIFI的室内平面图构建方法研究[D];苏州大学;2018年
9 尤洪祥;超宽带融合光流的无人机室内定位技术研究[D];辽宁大学;2018年
10 宋健健;智能操作系统通讯模块的设计与实现[D];山东大学;2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张立斌;余彦培;;手机室内定位的应用与服务[J];导航定位学报;2014年04期
2 张鹏;周建国;冯欣;邹进贵;;接收信号强度测距法无线室内定位解算方法研究[J];测绘科学;2014年04期
3 陈河军;何熊熊;丁海强;欧县华;;基于RSSI动态路径损耗的定位算法[J];杭州电子科技大学学报;2014年02期
4 胡伟;朱西平;文红;曾晓丽;;基于四面体质心迭代的三维APIT定位算法研究[J];传感技术学报;2013年10期
5 雷文礼;任新成;张扬;;一种基于WSN的矿井人员生命体征监测终端的研究[J];国外电子测量技术;2013年10期
6 赵春晖;许云龙;黄辉;;基于LU分解的稀疏目标定位算法[J];电子与信息学报;2013年09期
7 毕京学;郭英;杨凯;;GPS RTK测量过程及应用问题[J];全球定位系统;2013年03期
8 李娟娟;张金艺;张秉煜;周荣俊;唐夏;;蓝牙4.0标准规范下的模糊指纹定位算法[J];上海大学学报(自然科学版);2013年02期
9 韩东升;杨维;刘洋;张玉;;煤矿井下基于RSSI的加权质心定位算法[J];煤炭学报;2013年03期
10 邓中亮;余彦培;袁协;万能;杨磊;;室内定位现状与发展趋势研究(英文)[J];中国通信;2013年03期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 余义斌;传感器网络定位算法及相关技术研究[D];重庆大学;2006年
2 江虹;移动网中的位置管理技术研究[D];电子科技大学;2004年
3 田孝华;DS-CDMA蜂窝网中无线定位与参数估计技术[D];西安电子科技大学;2003年
4 邓平;蜂窝网络移动台定位技术研究[D];西南交通大学;2002年
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1 韩亚楠;LTE中RF指纹定位算法研究[D];北京交通大学;2016年
2 李宏宇;基于CC254x开发板的低功耗蓝牙射频测试研究[D];西安电子科技大学;2016年
3 梅玲琪;高效可配的低功耗蓝牙协议栈软件设计[D];浙江大学;2016年
4 郭婧;K波段微带阵列天线技术研究[D];电子科技大学;2015年
5 霍丙乾;基于蓝牙4.0的防丢系统的研究与设计[D];北京邮电大学;2015年
6 卞合善;基于蓝牙4.0低功耗室内定位研究[D];北京邮电大学;2015年
7 张苍松;基于RSSI的室内定位算法优化技术[D];西北大学;2014年
8 张德建;基于WiFi的室内定位系统的研究与设计[D];华中师范大学;2014年
9 张彩祥;基于BLE的电子货架标签系统的研究与设计[D];广东工业大学;2014年
10 曹喆;基于低功耗蓝牙和位置指纹的室内定位系统的研究与实现[D];云南大学;2014年
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1 王思阳;梁文清;周晓婷;李佳敏;林丹仪;郑誉煌;;基于蓝牙射频的室内定位系统[J];工业控制计算机;2016年12期
2 袁海涛;刘岩;;无源室内定位导航技术服务平台设计与应用[J];北京测绘;2017年S1期
3 谢思远;罗圣美;李伟华;韦薇;;精准室内定位关键技术及应用[J];信息通信技术;2015年06期
4 牛长流;王迪;孟杉;张天;;基于惯性导航的室内定位技术[J];数码世界;2017年06期
5 张超;;一种基于距离的室内定位算法模型[J];中国原子能科学研究院年报;2013年00期
6 ;室内定位蓄势待发[J];建材发展导向;2013年06期
7 姜振宇;袁瑞铭;鲁观娜;李文文;王晨;吕言国;李光远;;基于比幅分区法的室内定位技术研究与应用[J];电测与仪表;2018年S1期
8 马伟;康佩锋;;温室智能装备系列之九十八 温室内定位技术研究新趋势[J];农业工程技术;2017年31期
9 康家琪;;浅析室内定位技术及应用[J];电子测试;2017年23期
10 海鸥;;浅谈博物馆室内定位导航应用[J];文物鉴定与鉴赏;2018年12期
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1 胡斌;宋娜娜;;基于航位推测技术的消防人员室内定位系统研究[A];2014中国消防协会科学技术年会论文集[C];2014年
2 于博聪;;一种基于RFID技术室内定位的应用[A];第三十一届中国(天津)2017’IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2017年
3 张超;;一种基于距离的室内定位算法模型[A];中国原子能科学研究院年报 2013[C];2014年
4 徐劲松;卢晓春;边玉敬;;基于UWB的室内定位系统设计与仿真[A];2009全国时间频率学术会议论文集[C];2009年
5 吴文炤;王潇;赵鲲鹏;文亚凤;;基于RFID技术的智慧园区室内定位算法[A];2015电力行业信息化年会论文集[C];2015年
6 雷地球;罗海勇;刘晓明;;一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
7 洪灏;邓逸川;邓晖;;基于BIM的单目相机室内定位技术[A];第三届全国BIM学术会议论文集[C];2017年
8 何海平;郭杭;王阳;;基于UWB的室内定位系统研究[A];卫星导航定位与北斗系统应用2016——星参北斗 位联世界[C];2016年
9 罗恒杰;李培峰;李玉卿;徐成;鲍泓;;基于NX2的UWB室内定位方案研究[A];中国计算机用户协会网络应用分会2018年第二十二届网络新技术与应用年会论文集[C];2018年
10 王亚昕;边东明;;基于地磁场的室内定位技术综述[A];第九届中国卫星导航学术年会论文集——S11 PNT新概念、新方法及新技术[C];2018年
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1 中国经济导报记者 王晓涛;手机室内定位:中国技术领跑 商用前景可期[N];中国经济导报;2018年
2 本报通讯员 肖珊 郑星雨;室内定位大赛全球总冠军炼成记[N];中国测绘报;2018年
3 本报记者 张兰兰;室内定位 突破LBS“最后一公里”[N];中国信息化周报;2016年
4 本报记者 王呈;室内定位市场且待花开[N];中华工商时报;2016年
5 本报记者 缪琴;“成都造”室内定位已可精确到3米之内[N];成都日报;2013年
6 本报记者 张仲超;沪七大商业中心启用高精度室内定位系统[N];中国商报;2018年
7 柯怀鸿 本报记者 盛利;突破卫星信号盲区 他们把室内定位精确到厘米[N];科技日报;2017年
8 本报记者 马静璠;国内首个高精室内定位技术在成都发布[N];四川科技报;2013年
9 吴雨航吴才聪 陈秀万;介绍几种室内定位技术[N];中国测绘报;2008年
10 杨放;室内定位相关技术的发展[N];人民邮电;2008年
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1 田清霖;移动计算平台的室内定位系统研究及优化加速[D];浙江大学;2016年
2 郭莹莹;基于群智感知的低功耗蓝牙室内定位技术的研究[D];北京邮电大学;2017年
3 史永;空间场景约束的室内定位方法研究[D];南京师范大学;2016年
4 吴陈沭;基于群智感知的无线室内定位[D];清华大学;2015年
5 陈丽娜;WLAN位置指纹室内定位关键技术研究[D];华东师范大学;2014年
6 胡益清;基于可见光的室内定位与智能感知[D];中国科学技术大学;2017年
7 周俊儒;基于RFID的室内定位技术研究[D];浙江大学;2014年
8 陈淼;基于信号强度的WLAN室内定位跟踪系统研究[D];武汉大学;2012年
9 栾新源;基于LED可见光通信的室内定位关键技术研究[D];上海大学;2016年
10 张明华;基于WLAN的室内定位技术研究[D];上海交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张强;多目标室内超声波三维定位系统的研究[D];南京师范大学;2018年
2 曾涛;基于WiFi和传感器的室内定位技术的研究[D];湖南大学;2015年
3 张亚森;基于DWM1000的UWB室内定位系统设计[D];哈尔滨工程大学;2018年
4 杨俊杰;基于UWB的室内定位系统设计[D];哈尔滨工程大学;2018年
5 刘博;基于ZigBee协议室内定位系统的研究与实现[D];东北师范大学;2018年
6 邹倩;基于VLC的高精度室内定位系统设计与实现[D];东南大学;2018年
7 刘小辉;基于无线传感器网络的室内定位技术研究[D];广西师范大学;2018年
8 朱琼琼;基于接入点选择的无线传感器室内定位研究[D];长沙理工大学;2017年
9 费扬;基于BP神经网络的室内定位指纹算法研究[D];昆明理工大学;2018年
10 张熠;融合PDR和WiFi/BLE的无监督式室内定位技术研究[D];江南大学;2018年
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