一种非侵入式的WiFi定位系统的研究

摘要

随着移动互联技术的发展，与地理位置相关的服务渐渐成为热点。WiFi定位可以在室内或是室外多种环境工作、部署便捷的特点，使其显现出了巨大的市场应用可能性。然而，目前对WiFi定位的研究大多存在需要繁琐的前期勘探、定位过程需要被定位设备的深度参与等不足，这些问题在很大程度上限制了WiFi定位的市场应用。
　　本文针对这些问题提出了一种非侵入式的WiFi定位系统，通过在环境中布置少量的WiFi感知节点来搭建一个WiFi的感知网络，以此实现实时的无线环境信息的感知与分析。系统定位过程中，目标设备不需要参与，无论是主动操作还是做出反应，也不需要安装特定的定位软件，整个定位过程对目标设备来说是非侵入的、是友好的也是低功耗的。因为系统环境信息的感知是实时的，所以不再需要像传统WiFi定位那样对环境进行前期的勘探，同时场景中无线环境的改变也会被及时察觉与更新，也不需要重新勘探环境，很大程度地降低了定位数据库的维护代价。
　　本文详细阐述了非侵入式定位系统的结构、定位感知原理与方法，给出了系统的整体设计框架，以及部分模块的详细设计，并将基于密度聚类的DBSCAN算法应用于位置信息数据的处理。结合无线信号的传播模型以及当前主流的WiFi定位方法进行大量的实验仿真，研究与讨论了位置信息数据聚类处理的关键因素，以及复杂干扰环境下的系统的定位性能。实验表明，本论文所提出的非侵入式WiFi定位系统定位效果良好。

目录

声明

1 绪论

1.1 WiFi定位的研究背景与意义

1.2 WiFi定位的国内外研究现状

1.3 本论文主要内容及结构

2 WiFi定位方法介绍

2.1 近似感知法

2.2 几何测量法

2.3 场景分析法

2.4 不同定位方法优缺点比较

2.5 本章小结

3 基于密度的DBSCAN聚类算法

3.1 聚类算法

3.2 DBSCAN算法的定义

3.3 DBSCAN算法的聚类过程

3.4 DBSCAN算法与WiFi定位

3.5 本章小结

4 非侵入式的WiFi定位系统

4.1 系统结构

4.2 定位过程

4.3 系统的特点

4.4 本章小结

5 实验分析

5.1 聚类分析

5.2 误差分析

5.3 定位结果对比

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献