基于位置指纹的WiFi室内被动定位算法研究

摘要

室内定位是当前科学研究领域的一个热门话题。当前主流的GPS(Global Positioning System)、北斗等定位系统使用卫星进行定位，由于信号屏蔽和精度等原因，其在室内定位中效果较差。而随着无线网络技术的发展和智能硬件的普及，WiFi信号已经覆盖了大多数的室内区域。另外WiFi(Wireless Fidelity)报文的接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)会随传播距离的增加而衰减，这便为低成本，高精度的室内定位提供了可能。定位根据定位发起方的不同，可以分为主动定位和被动定位。主动定位是指待定位设备通过相关技术实现对自身的定位。而被动定位是某一主体通过相关技术，在不拥有待定位设备控制权的情况下对其实现定位。现有的基于WiFi的室内定位算法的研究对象多为主动定位，对被动定位的研究较少。
　　本文通过研究现有的基于WiFi的室内定位算法，选取基于位置指纹的定位算法作为技术依据，分析将该算法用于被动定位的可行性和难点。在全面详细分析这些难点后，提出了WiFi室内信号主要路径传播模型，并结合无线信号衰减模型，给出了WiFi室内被动定位的位置指纹特征值，在此基础上提出了基于位置指纹的WiFi室内被动定位算法——WIPPLF(WiFi Indoor Passive Positioning Based on Location Fingerprint)算法。为了验证WIPPLF算法的合理性并评估其定位效果，本文对WIPPLF算法进行了实现，并在实验环境下对WIPPLF算法的定位精度进行了测试。
　　测试结果表明，在长16m，宽13m的实验环境下，WIPPLF算法的定位精度在1.5m以内，且定位结果与参考点密度呈正相关，与待定位设备类型无关。该结果表明，WIPPLF算法在室内被动定位中有较高的定位精度，可以应用于室内被动定位系统中。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.3 论文的主要研究内容及结构安排

2 WIFI室内定位关键技术

2.1 RSSI值的预处理

2.2基于测距的WiFi室内定位技术

2.3基于位置指纹的WiFi室内定位技术

2.4 本章小结

3 基于位置指纹的WIFI室内被动定位算法

3.1 算法相关问题研究

3.2 WIPPLF算法设计

3.3 WIPPLF算法流程

3.4 本章小结

4 WIPPLF算法实现与测试

4.1 系统架构设计

4.2 系统硬件模块

4.3 系统软件模块

4.4 测试及结果分析

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献