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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

曹喆  
【摘要】:室内定位是指,在室内环境中,通过采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。近年来,随着020产业的发展和移动终端的普及,人们对位置服务的需求逐渐从室外向室内转变。如何快速而精确的确定用户在室内的位置成为近年来的研究热点。 本文主要借助低功耗蓝牙这一技术平台,对两类具有一定代表性的位置指纹算法的定位精确度和性能进行研究以及改进。由于采用蓝牙4.0(支持低功耗蓝牙技术)的方式来进行定位,具有功耗低,成本低,便于部署等特点,所以本文选择蓝牙4.0作为本文研究所采用的定位方式。同时,本文之所以选择位置指纹定位方法是因为位置指纹定位方法具有实现简便,成本低,容易建立正确的数学模型等优点,能够有效而快速的投入到实际应用中。本文的主要工作是:首先,我分析了蓝牙的信号在室内的分布特征以及影响蓝牙RSSI室内分布特征的因素,包括距离因素,视距因素,人为因素以及时间因素。然后,我根据之前对蓝牙信号强度的分析,我发现两类现有比较有代表性的位置指纹算法确定性算法和概率性算法应用在基于低功耗蓝牙和位置指纹的定位系统中时,其在精度上和性能上还存在着一些问题。因此,我针对这些不足对这两类算法做出相应改进,以解决其应用在基于低功耗蓝牙技术的位置指纹定位系统中所存在的不足之处。 最后,本文通过对基于低功耗蓝牙的学生签到系统的设计和实现,利用改进后的位置指纹定位算法来获取该系统需要的位置信息,以展现改进后的位置指纹定位算法在实际场景中的应用,为该改进后的位置指纹定位算法在未来的应用做参考。


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