基于信号强度分析的智能手机室内定位算法研究

摘要

随着现代无线通讯、移动网络、普适计算、分布式信息处理等技术的迅速发展，位置感知计算和基于位置的服务(Location Based Services，LBS)在实际应用中越来越重要。全球定位系统(Global Position System，GPS)是目前应用最广泛和最成功的定位技术。但是由于微波易被建筑物、金属遮盖物等吸收，GPS、AGPS(Assisted Global Positioning System)[1]、DGPS(Difference Global Positioning System)[2]等技术只适合在户外使用。
　　无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)定位技术由于具有低成本、低功耗、自组织特点，得到了学术界和工业界的重视，具有广泛地应用前景。无线传感网络定位算法中，基于接收信号强度(RSSI)的三边定位算法由于无需额外的硬件支持，成为室内定位技术的研究热点。其关键问题在于RSSI的数值易受到环境因素影响，使得定位误差较大。
　　为解决误差大的问题，论文提出了面向接入点的三边定位算法，采用移动平均窗口的滤波算法对待测节点收集到的RSSI信号进行处理；将RSSI信息与方向信息结合，实现手机定位。定位过程分为测量、数据处理、数据分析和位置计算四个阶段。实验采用智能手机作为待定位设备，WIFI接入点作为信标节点，实验结果证明智能手机应用本文的定位算法后明显提高了定位的精度。
　　论文的主要工作包括：
　　(1)论文提出接入点朝向判断和三边定位相结合的面向接入点的三边定位算法。该算法通过人体阻挡无线信号的规律和几何关系寻找智能手机面向WIFI接入点的方向，并选取面向三个接入点方向附近的接收到RSSI的平均值，通过三边定位算法计算待定位智能手机的位置。
　　(2)论文在Android平台的两部智能手机上实现了所提出的面向接入点的三边定位算法，通过室内定位实验验证了算法的性能。

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1 引言

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容

1.5 章节安排

2 无线定位算法

2.1无线节点定位算法分类

2.2 典型定位算法简述

2.3本章小结

3 基于RSSI的无线网络室内定位算法

3.1 室内无线信号传播模型

3.2 模型参数确立

3.3 三边定位算法简介

3.4 本章小结

4 WIFI面向角度算法

4.1 寻找WIFI方向算法

4.2 方向分析

4.3 确定WIFI接入点方向

4.4 验证性试验

4.5 本章小结

5 AFL和AFT算法

5.1 AFL算法

5.2 AFT算法思想

5.3 AFT算法流程

5.4实验评估

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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