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基于WLAN的室内定位技术的研究与实现

刘建业  
【摘要】:随着在全球范围内的移动产业的高速发展以及无线网络覆盖范围迅速扩张而引起的多媒体业务和数据业务的快速增加,人们对日常生产与生活中导航与定位的需求日益增大,在复杂的室内环境中,如图书馆、机场大厅、展厅、超市等,移动终端持有者常常需要获取自身在当前室内的位置信息。因此,在室内定位技术上取得新的突破以及推出优秀的室内定位系统对于在当前信息网络时代人们生活的数字信息化有着重要的意义。 在众多室内定位技术中,由于无线局域网(Wireless Local Area Network,简称WLAN)具有覆盖范围广、传输速度快、建设成本低等优势而被广泛部署,现有许多移动设备(手机)中都有内置的无线网卡,因此基于Wi-Fi的室内定位技术受到较为广泛的关注。在Wi-Fi网络中的定位技术的基本原理是:通过对用户移动设备中的无线网卡采集到的无线信号强度与相关的位置坐标进行匹配,从而得到待定位点的位置坐标。 本文首先对Wi-Fi技术的基本原理进行了介绍,重点介绍了基于信号强度的定位技术(RSSI)的特点,对能够在Wi-Fi网络环境中实施的基于RSSI经验值的定位技术进行了分析,设计并实现了一个在Android手机操作系统平台的室内定位系统。该系统主要采用无线局域网技术中的RSSI(Received SignalStrength Indication)定位方法进行定位。在具体定位算法方面,本文在对几种经典的定位算法进行分析后,将模糊集理论引入到定位算法中,提出了一种基于模糊集理论的定位算法。该算法将单个无线信号强度的采集点看作一个模糊集并对其建立隶属函数,对于需要定位的点,以其对附近参考点模糊集的隶属度作为权值,对附近参考点的位置坐标进行加权平均,最终计算出需要定位的点的位置坐标。本文通过对该系统的实际部署,对上述定位算法进行了测试并给出了性能分析。实践证明,基于模糊集理论的定位算法具有定位计算简单,定位精度相对较高的特点,对于室内定位系统的实际应用具有较大的意义。


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