基于WiFi的室内定位研究与实现解读
基于WIFI定位的室内定位系统研究
基于WIFI定位的室内定位系统研究随着智能手机的普及和发展,人们对室内定位系统的需求也越来越高。
室内定位系统可以在室内环境下,通过各种技术手段和算法,实现对终端设备的精确定位。
而基于WIFI定位的室内定位系统,是目前比较成熟和实用的一种方案。
一、WIFI定位的基本原理WIFI定位的基本原理,是通过无线信号传输中所具有的一些独特的特征,如信号强度、相位等,来推算出设备的位置。
WIFI定位系统首先需要对环境建立信号数据库,也就是所谓的“指纹库”。
“指纹库”中存储了该环境下各个位置所对应的WIFI信号信息,包括MAC地址、信号强度等。
当终端设备连接上WIFI网络并发送信号时,系统会通过匹配“指纹库”中的信息,推算出设备所处的位置。
二、WIFI定位的优缺点WIFI定位的优点主要包括以下几个方面:1. 成本较低:为了实现室内定位,需要部署一定数量的基站或信标,而WIFI基础设施在绝大部分室内环境下已经得到了普及,所以利用现有的WIFI基础设施进行室内定位无需增加额外的硬件设施,成本较低。
2. 精度较高:相比于其它的室内定位技术,WIFI定位的精度较高,可以达到数米的级别。
3. 容易部署:WIFI定位技术可以利用现有的WIFI基础设施进行室内部署,在部署时只需要采集环境中的WIFI信号并建立“指纹库”,相对来说比较容易实现。
WIFI定位的缺点主要包括以下几个方面:1. 易受环境干扰:由于WIFI信号受到环境和设备的影响较大,如墙体、水泥地面会削弱信号强度等,所以WIFI定位容易受到环境的干扰。
需要建立较为复杂的算法模型来解决这个问题。
2. 需要较高的能耗:为了获取WIFI信号和进行位置匹配,需要较高的能量消耗。
如果在移动设备上长时间使用,会消耗大量的电量。
3. 需要完善的算法支持:WIFI定位的精度和可靠性与算法的优劣有着很大关系,所以在实际应用中,除了建立“指纹库”外,还需要建立相应的算法模型来对信号进行处理和处理定位结果。
基于wifi的室内定位研究与实现
1 前言近年来,随着无线通信技术与网络技术的不断发展和全面普及,各种新业务与新需求层出不穷,其中位置感知计算(Locatio n-aware Computi ng)和基于位置的服务LBS 在人们的生产生活中起到了至关重要的作用,如何确定用户位置是实施前述应用的首要问题,因此定位技术是位置感知计算和基于位置的服务的核心问题。
根据应用环境与场景的不同,定位技术可分为室内定位技术和室外定位技术。
室外定位系统主要有蜂窝定位和全球定位系统GPS。
蜂窝无线定位即手机定位,是基于移动蜂窝网的基站定位,其定位精度依赖于基站的分布和基站信号覆盖范围的大小。
1996 年,美国FCC 颁布了E-911(Emergency call 911')条例提出了相关的技术要求,要求移动通信提供商必须为用户提供定位准确度在125m 以内的室外定位服务,2001 年以后,美国FCC 提出了更严格的准确度和三维空间定位的需求。
在政府的要求和市场利润的驱动下,使基于蜂窝移动网的定位技术得到了广泛的应用。
美国的GPS 系统是目前使用最广泛、用户人数量最多的全球性定位系统。
GPS 系统由24 颗卫星组成,在任何时间任何地点地面接收终端都可以同时接受到4 颗以上的卫星发出的信号。
根据电磁波的传播原理,通过卫星信号的到达时间差来计算出搜索到的卫星和终端用户之间的距离,采用三边定位法计算出终端用户的具体位置,其民用定位精度可以达到15m 以内。
同时,其他国家也陆续研究开发出了具有自主知识产权的定位系统,包括和中国的北斗卫星定位系统、俄罗斯的Glonass 定位系统和欧盟的Galileo 定位系统。
但是在城市环境中,由于GPS 卫星发射的电磁信号太微弱,楼宇等建筑物阻碍了卫星信号的传播,所以导致了所谓的“都市峡谷”(Urban Can yon)效应,使得GPS 系统无法正确定位。
因此,虽然GPS 系统在室外环境能够有效地定位,但是在室内环境却无法进行有效的定位。
基于WiFi技术的室内定位系统设计与实现
基于WiFi技术的室内定位系统设计与实现一、引言室内定位是指在室内环境中,通过无线通信、计算机技术等技术手段确定室内物品、人员等的位置信息。
在室内定位方面,WiFi技术已经成为了一种非常成熟的技术手段。
本文将详细探讨基于WiFi技术的室内定位系统的设计与实现。
二、室内定位技术现状目前,常见的室内定位技术主要包括:1.蓝牙定位技术。
该技术主要以近场通信蓝牙协议为基础,通过扫描周围的蓝牙信号,来确定设备的位置。
2.红外线定位技术。
该技术主要是通过将红外线装置安装在需要定位的物品或者人身上,然后通过对红外线信号的解析,来确定设备的位置。
3.超声波定位技术。
该技术主要是通过发射固定频率的超声波信号,通过接受该信号的时间差来计算出位置信息。
不过,这些技术都有其局限性,比如蓝牙定位技术与红外线定位技术的定位精度比较低,而超声波定位技术的特定工作环境下才能发挥最好的效果。
因此,我们需要一种更加高效、准确的室内定位技术。
三、基于WiFi技术的室内定位系统设计与实现1.系统设计基于WiFi技术的室内定位系统主要由以下三个部分构成:(1)无线局域网(WiFi)。
(2)移动设备。
(3)室内定位算法。
其中,无线局域网是定位的基础,移动设备用于检测WiFi信号的强度,室内定位算法则是实现室内定位的核心。
2.设备的选择在室内定位系统的设备选择方面,我们首选安装在室内的WiFi 路由器。
WiFi路由器可以提供一个稳定、强劲的信号,可以对室内设备的位置信息进行高效、准确地识别。
对于移动设备,我们可以选择智能手机等支持WiFi链接功能的设备。
采用该设备可以快速获取WiFi信号强度信息,并通过算法来计算出设备的具体位置。
3.算法实现在WiFi室内定位的算法实现方面,最常用的是Fingerprint技术。
该技术主要是通过建立指纹库(Fingerprint Database)来实现室内定位。
指纹库主要包含了所有WiFi路由器的位置坐标以及每个位置的信号强度值(RSSI值)。
基于WIFI技术的室内定位算法研究与应用
基于WIFI技术的室内定位算法研究与应用近年来,随着智能手机等移动设备的普及和WIFI技术的快速发展,基于WIFI 技术的室内定位算法越来越受到关注。
本文将从以下几个方面探讨该算法的研究和应用。
一、WIFI技术在室内定位中的应用WIFI技术相信大家都不陌生,它是一种无线通信技术,可在宽带互联网的范围内使用。
与蓝牙技术相比,WIFI技术具有更高的速度和更好的覆盖范围。
在室内定位中,WIFI技术可以通过手机等移动设备接收WIFI信号强度来确定用户的位置信息。
二、WIFI信号强度指纹技术WIFI信号强度指纹技术是基于WIFI信号强度的一种室内定位技术。
该技术的原理是根据WIFI信号强度的变化来确定用户的位置。
具体来说,通过先在室内采集大量的WIFI信号强度数据,然后将这些数据与用户的位置一一对应起来,形成一张指纹图。
当用户进入室内时,系统会自动对其接收到的WIFI信号进行测量,并将其与已有的指纹图进行匹配,以确定用户的位置。
三、WIFI信号重叠区域技术WIFI信号重叠区域技术是一种基于WIFI信号重叠区域的室内定位技术。
该技术的原理是在室内设置多个WIFI信号发射器,形成重叠区域,并对这些重叠区域进行编码。
当用户进入室内时,系统会同时接收到多个WIFI信号,并根据这些信号的重叠情况来确定用户的位置。
这种技术不仅可以保证定位的准确性,还可以提高定位的速度。
四、WIFI信号与地磁场技术WIFI信号与地磁场技术是一种组合使用WIFI信号和地磁场的室内定位技术。
该技术的原理是根据WIFI信号和地磁场信号的特征进行双重验证。
具体来说,通过先在室内采集大量的WIFI信号和地磁场信号数据,然后对这些数据进行分析和学习,建立定位模型。
当用户进入室内时,系统会同时接收到WIFI信号和地磁场信号,并将其与定位模型进行匹配,以确定用户的位置。
五、WIFI定位技术的应用基于WIFI技术的室内定位算法在现实生活中有广泛的应用。
基于WiFi定位技术的室内定位方案研究
基于WiFi定位技术的室内定位方案研究一、引言随着科技的不断进步,人们对于室内定位的需求越来越高。
室内定位技术可以为人们提供更好的服务和体验,使得人们可以更加方便快捷地获得信息以及享受服务。
目前,室内定位技术的应用越来越广泛,其中基于WiFi定位技术的室内定位方案是比较成熟和广泛应用的一种。
本文主要就基于WiFi定位技术的室内定位方案进行研究,并对这一技术的原理、实现过程、优缺点以及应用前景进行探讨。
二、基于WiFi定位技术的原理WiFi定位技术是利用WiFi信号在空间中的传输和接收来实现定位的。
WiFi信号是无线电磁波,需要在接收器和发射器之间进行传输。
接收器通过接收WiFi信号时延(即WiFi信号传输所需要的时间)来计算出距离,从而实现定位。
在计算距离的过程中,还需考虑到WiFi信号在传输过程中的路径损耗、多径效应等因素的影响。
三、基于WiFi定位技术的实现过程基于WiFi定位技术的室内定位方案主要包括以下几个步骤:1.信号采集:在室内布置一定数量的WiFi接入点,采集WiFi 信号强度数据。
2.信号处理:通过对采集到的WiFi信号强度数据进行处理,得出每个接入点的信号强度和移动设备到相应接入点的距离。
3.定位算法:通过定位算法计算出移动设备的位置。
4.定位结果展示:将定位结果展示在地图上或其他形式进行呈现。
四、基于WiFi定位技术的优缺点1.优点:(1)WiFi接入点已经普及,无需增加额外的硬件设备,节省成本。
(2)WiFi信号的覆盖范围较广,定位精度较高。
(3)WiFi定位技术可以实现室内定位,满足了室内定位的需求。
(4)基于WiFi定位技术的室内定位方案成熟,应用广泛,相对比较稳定。
2.缺点:(1)WiFi信号的干扰因素多,对定位精度有一定影响。
(2)对于复杂的室内环境,如高层建筑等,WiFi信号的反射和干扰可能会比较复杂,导致定位精度下降。
(3)WiFi信号的传输速度相对较慢,可能会造成定位速度较慢。
基于WiFi技术的室内定位技术研究
基于WiFi技术的室内定位技术研究随着智能手机和物联网技术的飞速发展,人们对定位技术的需求越来越高。
基于GPS的定位技术可以准确地定位人的位置,但是室内环境下,GPS信号受限制,无法准确定位用户位置。
为了解决这个问题,WiFi室内定位技术应运而生。
一、WiFi室内定位技术的原理WiFi室内定位技术的原理是利用WiFi信号在空间中的传播和反射规律来确定位置。
在室内环境中,WiFi信号在传播过程中会受到各种障碍物的影响,如墙壁、家具等。
这些障碍物会导致信号的强度和传播路径发生变化,从而对定位结果产生影响。
为了获得更准确的定位结果,WiFi室内定位技术通常采用多个WiFi接入点来进行定位。
这些WiFi接入点会向用户设备发送信号,用户设备接收到这些信号后通过算法进行信号强度的计算,从而得出用户的位置信息。
二、WiFi室内定位技术的应用WiFi室内定位技术的应用范围非常广泛,尤其是在商业领域。
以下列举几个典型的应用场景:1、商场导航商场是一个庞大的空间,很容易迷路。
利用WiFi室内定位技术,商场可以给顾客提供精准的导航服务。
顾客只需要打开手机APP,就可以根据自己所处的位置和目的地的位置快速找到路线。
2、室内广告投放WiFi室内定位技术可以将用户的位置信息和个人喜好进行匹配,从而进行个性化的广告投放。
这不仅可以增加广告的点击率,还可以提高用户的购买率。
3、室内安全监控利用WiFi室内定位技术,可以对室内环境进行实时监控。
一旦发现异常情况,比如有人闯入禁区或者有人滞留在某个区域,系统会立刻发出警报并通知相关人员。
三、如何提高WiFi室内定位的准确性尽管WiFi室内定位技术已经相当成熟,但是在实际应用中还存在一些问题,比如定位精度不够高、定位时延过长等。
以下列举几个提高定位准确性的方法:1、增加WiFi接入点增加WiFi接入点可以提高定位的准确性。
因为完整的信号覆盖范围可以减小信号传播过程中被干扰的概率。
2、优化算法优化定位算法可以提高定位的准确性和定位时延。
基于WiFi的室内定位系统设计及实现
基于WiFi的室内定位系统设计及实现随着智能手机的普及和室内定位需求的增加,基于WiFi的室内定位系统逐渐成为一个热门的研究领域。
本文介绍了一种基于WiFi的室内定位系统的设计和实现。
首先,我们需要了解WiFi信号在室内环境中的传播特性。
WiFi信号在室内环境中经过多次反射、折射和衰减,导致信号强度分布不均匀。
因此,我们可以通过收集不同位置的WiFi信号强度信息来实现室内定位。
在设计过程中,我们先在室内不同区域设置WiFi接入点,并利用一台手机或其他设备收集不同位置的WiFi信号强度。
收集到的数据可以作为训练集用于构建定位模型。
接下来,我们需要选择合适的机器学习算法来建立WiFi信号强度和位置之间的映射关系。
常用的算法包括K最近邻算法(K-Nearest Neighbors,简称KNN)、支持向量机(Support Vector Machine,简称SVM)和人工神经网络(Artificial Neural Network,简称ANN)等。
通过训练模型,我们可以将新的WiFi信号强度数据映射到对应的位置。
然后,我们可以利用手机或其他设备实时采集WiFi信号强度,并将其输入到已训练好的定位模型中,从而实现室内定位。
在实际应用中,我们可以通过显示设备上的地图界面,标记当前位置,帮助用户快速准确地找到目标位置。
为了提高定位的准确性,我们可以采用多个WiFi接入点进行定位,然后将多个位置估计结果进行融合。
常见的融合方法包括加权平均法和贝叶斯定位法等。
在实现过程中,我们还需要解决一些问题,如WiFi信号的波动、室内环境的变化和信号干扰等。
我们可以通过增加参考点、定期校准和使用滤波算法等方法来解决这些问题,提高定位的精度和鲁棒性。
综上所述,基于WiFi的室内定位系统是一种有效的室内定位解决方案。
通过收集WiFi信号强度数据,建立定位模型,并结合机器学习算法进行定位,我们可以实现室内定位的精确性和实时性。
未来,随着技术的不断发展,基于WiFi的室内定位系统有望在商业和个人领域得到更广泛的应用。
基于WiFi定位技术的无线室内定位系统研究
基于WiFi定位技术的无线室内定位系统研究无线室内定位系统是指通过WiFi、蓝牙等技术实现在室内环境中对移动对象的位置信息进行准确识别和定位。
在智能家居、无人店铺等场合,无线室内定位技术得到越来越广泛的应用。
本文将探讨基于WiFi定位技术的无线室内定位系统的研究进展。
一、WiFi定位技术的原理WiFi定位技术是指通过基站、无线路由器等设备发射WiFi信号,并采集移动终端设备与信号之间的距离、信号强度等信息,推算出终端设备的位置信息。
该技术不需要额外的硬件设备,且精度高、成本低,因此被广泛运用于无线室内定位系统中。
二、WiFi定位技术的应用场景在实际应用中,WiFi定位技术主要应用于以下领域:1. 无人店铺:通过WiFi定位技术,商家可以实时了解· customer的位置信息,为顾客提供个性化服务,如购买提示、推荐已浏览商品等。
2. 超市/商场:商家可以在超市/商场内设置多个基站,并结合WiFi定位技术,快速准确地定位及跟踪购买者的实时位置。
这样,商家可以掌握购买者的需求,为不同客户提供不同的推荐商品等服务。
3. 智能家居:WiFi定位技术也可以帮助家庭实现自动化控制,如智能家电的控制、窗帘的自动开关、家居安防等等。
三、基于WiFi定位技术的无线室内定位系统的研究进展随着无线室内定位技术的不断发展,基于WiFi的无线室内定位系统不断完善和提高。
下面我们将重点介绍该领域的研究进展。
1. 基于WiFi定位技术的室内地图生成定位系统的第一步是建立室内地图。
基于WiFi定位技术的无线室内定位系统中,首先需要获取室内环境中的WiFi信号强度地图,然后将其转化为一个室内地图。
在很长一段时间内,室内地图的测量和构建是手工完成的,耗时且易出错。
随着机器学习、深度学习等技术的发展,基于WiFi定位技术的室内地图生成成为可能。
近年来,研究者们尝试使用机器学习方法来提高室内地图生成的准确性,其中主要使用了常见的有监督、无监督以及半监督学习方法。
基于WiFi技术的室内定位技术研究
基于WiFi技术的室内定位技术研究一、引言室内定位技术随着物联网和智能设备的发展而日益重要,其广泛应用于室内导航、位置服务和安全管理等领域。
在众多室内定位技术中,基于WiFi技术的定位方法是一种成本低、易部署且准确度较高的解决方案。
二、WiFi定位原理WiFi定位技术是通过采集周围WiFi信号强度和特征,结合室内地图信息进行分析和计算,从而确定设备的位置。
其基本原理是利用WiFi信号强度衰减模型,根据接收到的WiFi信号强度与事先构建的WiFi信号强度数据库进行比对,进而确定设备的位置。
三、WiFi定位技术的关键问题1. 环境干扰由于室内环境的复杂性,WiFi信号易受到墙壁、家具和人体等障碍物的干扰,导致信号强度波动较大。
因此,WiFi定位技术需要通过信号质量评估和滤波算法来减少环境干扰对定位的影响。
2. 数据库构建构建准确的WiFi信号强度数据库对于定位精度至关重要。
数据库的构建需要覆盖整个室内空间,并进行实时维护和更新。
同时,数据库还需要考虑不同设备和厂家的WiFi信号差异,以提高定位的通用性。
3. 定位算法WiFi定位技术需要借助定位算法进行位置计算。
常用的算法包括逆距离加权法、最近邻法和贝叶斯网络等。
这些算法通过对WiFi信号强度进行分析和处理,提高定位的准确性和稳定性。
四、WiFi定位技术的应用1. 室内导航基于WiFi定位技术,可以实现室内导航功能。
用户通过手机等移动设备获取当前位置,并得到室内地图信息,以便快速准确地到达目的地。
这在商场、机场等场所中具有广阔的应用前景。
2. 位置服务WiFi定位技术可以为位置服务提供基础支持。
通过获取用户的位置信息,系统可以为用户推荐附近的餐厅、景点和商店等。
用户还可以通过定位服务快速找到附近的银行、医院和加油站等生活服务设施。
3. 安全管理WiFi定位技术在安全管理领域也有重要作用。
通过定位技术,可以实现对室内区域的监控、入侵预警和人员管理等功能,提高建筑物的安全性和管理效率。
基于WIFI的室内定位技术的研究与实践
基于WIFI的室内定位技术的研究与实践随着技术的不断发展,人们的需求也越来越高。
室内定位技术也随之迅速发展,以满足人们对位置信息的需求。
基于WIFI的室内定位技术由于便利性和准确性,在诸多室内定位技术中占据着重要的地位。
本文主要介绍基于WIFI的室内定位技术的研究和实践,简单介绍其原理、应用以及遇到的难题。
1. 基于WIFI的室内定位技术的原理基于WIFI的室内定位技术最核心的原理是通过获取WIFI信号,来确定移动设备所处位置的一种技术。
根据信号的强度和分布,可以将室内环境分成不同的区域。
在每个区域内放置多个WIFI信号发射器。
系统会通过计算接收到的WIFI信号的功率以及其他参数,来推算移动设备当前所在的位置。
因为WIFI信号有一定的折射系数,所以在室内环境中,定位会受到障碍物和环境的影响,因此定位的精度会有所下降。
为提高定位精度,要对环境进行预处理、地图匹配和其他算法优化。
2. 基于WIFI室内定位技术的应用基于WIFI的室内定位技术的应用十分广泛,在每个人的日常生活中都有体现。
其中,最主要的应用之一就是室内导航。
包括图书馆、医院、机场、展览馆等公共场所,基于WIFI的室内定位技术都可以起到室内导航的作用。
定位系统通过WIFI信号实时跟踪用户所处的位置,帮助用户快速找到所需要的位置。
比如,在一家商场里,如果你在寻找某个商店,只需打开室内定位应用,就能得到精准的路线导航。
3. 基于WIFI室内定位技术遇到的难题随着基于WIFI的室内定位技术的广泛应用,也有一些问题需要解决。
首先,WIFI信号在室内环境发生变化,例如有人、物体遮挡等情况时,定位系统的精度会受到影响。
其次,由于室内环境过于复杂,不同类型的建筑物、家庭或公司都具有不同的环境特征,需要预先确定局部数据准备,并采取不同的室内定位技术。
然后,由于许多室内环境中没有标准的导航标识和地图,室内导航算法的开发和实现非常困难。
最后,需要进行数据的收集和处理。
基于WIFI的室内定位技术研究
基于WIFI的室内定位技术研究随着科技的不断发展,室内定位技术已经成为了一个备受的研究领域。
在室内环境下,人们经常需要知道自己的位置信息,例如在大型商场、机场、地下停车场等场所。
因此,基于WIFI的室内定位技术得到了广泛应用。
本文将对基于WIFI的室内定位技术进行深入探讨,包括其原理、优点、应用场景、研究现状以及未来发展方向。
WIFI定位技术是一种基于无线局域网技术的定位方法。
其原理是利用装有WIFI模块的设备,通过接收无线信号的方式,测定设备与信号发射点之间的距离,从而确定设备所在的位置。
与传统的定位技术相比,WIFI定位技术具有精度高、成本低、易于部署等优点。
基于WIFI的室内定位技术通常采用以下步骤:建立WIFI热点:在需要定位的区域内,部署一定数量的WIFI热点,形成无线局域网。
测量距离:利用装有WIFI模块的设备,接收来自各个热点的信号,通过信号的强度或者时间差来计算设备与各个热点之间的距离。
确定位置:采用一定的算法对设备的位置进行计算和估计。
例如,三角形定位法、多边形定位法等。
基于WIFI的室内定位技术已经得到了广泛应用。
例如,在商场中,商家可以通过该技术了解顾客在商场内的行为习惯,以便更好地布局商品和提供服务。
在机场中,该技术可以帮助乘客快速找到登机口、卫生间等场所。
在地下停车场中,该技术可以帮助车主快速找到停车位。
提高定位精度:由于受到多种因素的影响,例如信号强度、多径效应等,目前基于WIFI的室内定位技术的精度还有待提高。
因此,需要研究更加精确的定位算法和技术,以提高定位精度。
结合其他技术:为了提高定位精度和稳定性,可以考虑将基于WIFI 的室内定位技术与其它技术相结合。
例如,可以结合蓝牙、超声波等技术,形成多模态室内定位系统。
建立动态数据库:通过建立动态数据库,对环境中的因素进行实时更新和修正,可以提高定位精度和稳定性。
实现智能化应用:基于WIFI的室内定位技术可以与人工智能、大数据等技术相结合,实现智能化应用。
基于WiFi网络的室内定位系统的研究与设计
基于WiFi网络的室内定位系统的研究与设计第一章绪论随着移动互联网的推广,人们对于定位的需求越来越大。
而GPS 定位由天气干扰等因素的影响,无法满足人们在室内的精确定位需求。
因此,基于 WiFi 网络的室内定位系统应运而生。
其基本原理是利用 WiFi 接入点发出的信号与智能设备接收并计算信号距离,通过信号强度、到达时间差或者其他算法确定当前设备的位置。
第二章相关技术2.1 WiFi 技术WiFi 技术是目前室内定位的主要技术,因为它具有广泛的覆盖范围、良好的传输速率和可靠性。
WiFi 定位的实现主要依赖于RSSI 技术(接收信号强度指示)。
RSSI 数值越高,表示设备离接入点越近,可以反映设备与接入点之间的距离。
同时,WiFi 定位技术还可以使用 AOA(到达角度)或者 TDOA(到达时间差)算法来实现更高精度的定位。
2.2 室内定位算法目前主要的室内定位算法有三种:基于距离的算法、基于指纹的算法和机器学习算法。
基于距离的算法是根据接收信号强度指示与已知信号发射功率和接收级别之间的关系来计算设备与接入点之间的距离。
基于指纹的算法通过分析采集到的 RSSI 数据库和目标信号来进行位置匹配。
机器学习算法是将 RSSI 数据和反馈结果输入到机器学习模型中,通过学习来识别设备位置,可以获得比较高的精确度。
第三章系统架构设计3.1 系统需求分析针对不同的场景,需要对系统的要求进行分析与确定,包括定位精度、数据采集、实时性等等。
3.2 系统架构设计系统的架构设计主要包括系统组成、通信协议、算法设计、数据采集与处理等方面。
对于通信协议,需要选择合适的通信协议来保证系统数据的准确传输。
对于算法设计,需要根据数据处理的能力和定位精度进行选择。
第四章实验设计4.1 实验设备选定实验室和测试设备,如智能手机、电脑等等。
收集信号强度和各个点的坐标信息,用于训练和测试算法模型。
4.2 实验流程根据系统设计,搭建起数据采集、数据处理、通信、定位反馈的完整实验流程。
基于WiFi信号的室内定位算法研究
基于WiFi信号的室内定位算法研究近年来,随着科技的不断进步,无线网络技术也在不断地发展与完善。
其中,WiFi技术被广泛应用于室内网络连接,为人们的生活带来了很多便利。
除此之外,WiFi信号还可以用来实现室内定位,为人们的定位导航提供了更为精准的服务。
本文就基于WiFi信号的室内定位算法这一话题展开探讨,希望能为相关领域的研究者提供一些参考。
一、定位算法的基本原理WiFi室内定位技术是基于WiFi信号在空间中的传播规律和信号强度的变化关系,通过对WiFi信号进行采样、处理和分析,来确定用户在空间中的实际位置。
具体说来,就是通过手机等设备,接收多个WiFi基站(AP)发出的信号,根据信号的强度值(RSSI值)进行定位。
RSSI是接收信号强度指示,代表接收信号的功率,它与距离成反比,距离增加,RSSI值就越小。
目前,WiFi室内定位算法主要有三种类型:基于指纹的定位、基于模型的定位和基于混合方法的定位。
其中,基于指纹的定位和基于模型的定位应用最为广泛,本文分别对两种算法进行介绍和分析。
二、基于指纹的定位算法基于指纹的定位算法是一种常用的室内定位方法,其基本思路是事先在室内环境中选择若干个指纹点,并测量其与多个WiFi基站的信号强度值。
当需要定位时,测量接收信号强度值,并与保存的多个指纹点的信号强度值进行匹配,找出最相似的指纹点,进而确定用户的位置。
基于指纹的定位算法具有实现简单、定位精度高、适用性广等优点。
但是,算法效率较低,需要预先采集大量的指纹数据,并对数据进行处理和分析,因此增加了算法实现的成本和难度。
三、基于模型的定位算法基于模型的定位算法是另一种室内定位方法,其关键是建立WiFi信号强度-距离模型,以反推出用户的位置。
在模型中,WiFi信号强度与接收器与发射器的距离呈反比关系,并受到环境、传播特性等因素的影响。
因此,需要准确地测量和估计这些参量,才能实现定位。
基于模型的定位算法需要测量WiFi信号的传播特性,包括路径损耗指数、反射、绕射等,然后结合室内地图和WiFi信号基站的分布,使用数学模型计算用户位置。
基于WIFI网络的室内无线定位技术研究
基于WIFI网络的室内无线定位技术研究基于WIFI网络的室内无线定位技术研究近年来,室内定位技术得到了广泛关注和研究。
室内定位技术的广泛应用,如商场导航、室内导航等,对我们的日常生活带来了极大的便利。
而其中基于WIFI网络的室内无线定位技术,因其准确性高、覆盖范围广等特点,成为当前研究的热点之一。
一、基于WIFI网络的室内无线定位技术的原理基于WIFI网络的室内无线定位技术主要依赖于WIFI信号强度,通过收集不同WIFI设备发送的WIFI信号,结合信号强度的衰减模型,实现对用户的定位。
该技术的原理是,每个WIFI设备都会以固定时间间隔发送信号,这些信号会以一定速度在空间中传播,并与空气、墙壁等物体发生干扰。
当用户设备接收到这些信号后,可以通过计算信号强度的变化,来确定用户设备与WIFI设备之间的距离,从而实现室内定位。
二、基于WIFI网络的室内无线定位技术的特点1. 准确性高:由于WIFI信号的传输距离较小,室内无线定位技术的准确性要优于一些其他室内定位技术,例如基于蓝牙或NFC的定位技术。
2. 覆盖范围广:在大多数室内环境中,WIFI信号都能够实现较好的覆盖,因此基于WIFI网络的室内无线定位技术具有较大的应用潜力。
3. 成本低廉:相比其他室内定位技术,基于WIFI网络的室内无线定位技术不需要额外的硬件设备,只需利用已经存在的WIFI网络,因此成本较低。
三、基于WIFI网络的室内无线定位技术的研究进展目前,基于WIFI网络的室内无线定位技术的研究已取得了一定的进展。
研究者们主要集中于以下几个方面:1. 信号传播模型:研究者们通过收集大量数据,建立了适用于不同室内环境的信号传播模型,以更准确地估计用户设备与WIFI设备之间的距离。
2. 定位算法:研究者们开发了各种算法,如最小二乘法、贝叶斯滤波等,以提高定位的准确性和稳定性。
3. 收集与处理数据:研究者们采集了大量的WIFI信号数据,并对这些数据进行处理和分析,以提取有用的信息。
基于WiFi信号的室内定位技术研究与实现
基于WiFi信号的室内定位技术研究与实现Wi-Fi信号是如何在室内定位中发挥作用的?室内定位技术是如何进行研究和实现的?本文将探讨基于Wi-Fi信号的室内定位技术的研究与实现,着重介绍基于Wi-Fi信号的定位算法和系统架构,以及相关挑战和应用前景。
在室内定位中,使用Wi-Fi信号进行定位的方法已经被广泛应用。
Wi-Fi信号通过无线基站和接入点(AP)在室内环境中传输,我们可以利用手机、智能手表等设备通过扫描Wi-Fi信号的强度和特征来确定其在室内的位置。
首先,基于Wi-Fi信号的定位算法是实现室内定位的关键。
通常,它可以分为两种主要类型:基于指纹和基于信号强度的方法。
基于指纹的方法通过在室内环境中收集一系列Wi-Fi信号强度的指纹图像,建立一个离线数据库。
当用户在室内移动时,设备会不断扫描周围的Wi-Fi信号,并将其与事先建立的指纹数据库进行匹配,以确定用户的位置。
这种方法精度高,但需要大量的离线数据收集和处理工作。
另一种方法是基于信号强度的方法,它不需要事先建立指纹数据库。
这种方法通过使用统计学和机器学习算法来估计Wi-Fi信号强度与距离之间的关系,并根据现有的强度测量值来预测用户的位置。
这种方法相对简单,但精度可能较低。
其次,基于Wi-Fi信号的室内定位系统还需要合适的硬件架构和软件支持。
硬件方面,我们需要安装一定数量的Wi-Fi接入点或增加现有的Wi-Fi基站。
这些接入点需要进行布置和校准,以确保信号覆盖范围和稳定性。
软件方面,我们需要开发定位算法和位置推断模型,并设计用户界面和数据管理系统。
这些软件支持将保证定位系统的可靠性和可用性。
然而,基于Wi-Fi信号的室内定位技术面临一些挑战。
首先,Wi-Fi信号在室内环境中可能受到多种干扰因素的影响,如墙体、障碍物和其他电子设备。
这些干扰因素可能导致信号强度的变化和不稳定性,进而影响定位精度。
其次,室内环境的复杂性和多样性也增加了定位算法和系统的复杂性。
基于WIFI技术的室内定位系统设计与实现
基于WIFI技术的室内定位系统设计与实现近年来,室内定位技术得到越来越广泛的应用。
室内定位技术通过在建筑物内安装节点,利用一定的计算方法,实现对室内移动人员的实时定位和跟踪。
这样的技术显然有着非常多的应用前景。
例如,在商场、医院、大学等建筑内,利用室内定位技术可以实现精准的人员定位和路线规划,使得人员的流动更加便利和智能化。
在企业内部的生产厂房中,室内定位技术可以发挥精细化管理的优势,精确把握物料和人员的动态位置,以及对动态位置的数据进行智能化的分析,从而实现更高效的生产管理。
目前室内定位技术的实现方法有多种,其中基于WIFI技术的室内定位系统是近年来的一种重要技术。
下面,我们就来探究下基于WIFI技术的室内定位系统的设计和实现。
1. 基于WIFI室内定位系统的原理基于WIFI的室内定位系统利用WIFI信号的传输特性,通过安放一系列的接收节点,实时采集接收到WIFI信号的参数,并通过一定的算法计算得出移动目标物体的位置。
这种定位方式具有成本低、定位精度高、可扩展性好等优点。
在基于WIFI的室内定位系统中,常用的接收节点有两种,一种是WIFI AP(无线区域网接入点),另一种是WIFI定位节点。
WIFI AP是指一种能够接收和转发WIFI信号的设备,如WIFI路由器。
WIFI定位节点是一种采集和处理WIFI信号的设备,它可以通过接收到的WIFI信号的参数,如信号强度、频率等信息,通过算法计算出物体的位置。
2. 基于WIFI室内定位系统的实现步骤基于WIFI室内定位系统的实现步骤如下:2.1 布置WIFI接收节点首先需要安装WIFI接收节点,一般采用WIFI路由器或WIFI定位节点。
在布置节点时应注意信号接收的范围和覆盖面积,这一点是保证室内定位精度的关键。
2.2 采集WIFI信号参数每个WIFI接收节点都可以采集到WIFI信号的强度、频率以及出现时间等参数。
采集到的信息可以通过一定的处理算法进行处理,以确认物体在室内的位置。
基于WiFi技术的室内定位系统研究
基于WiFi技术的室内定位系统研究随着电子科技的发展,WiFi技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
现在,我们可以在几乎所有的公共场所连接到网络,包括室内。
但是,在室内环境里,确定我们所在的位置将是一种有用的信息,这能使得我们更加方便的使用服务,比如导航,定位,搜索等。
在过去的几年中,基于WiFi技术的室内定位系统的研究取得了一些显著的进展。
本文将探讨这些进展,并分析一些挑战和未来发展方向。
第一部分: WiFi室内定位系统的基本原理WiFi室内定位系统是利用当地WiFi网络强度的变化和合适的算法在室内环境中确定位置信息的技术。
当我们在连接了WiFi网络的地方,我们的手机被称为“用户设备”。
在我们的手机与WiFi信号源之间的距离越近,信号强度就越强。
利用这个原理,我们可以通过测量WiFi信号源之间的强度差异来确定手机的位置。
这将带来许多新的应用,包括室内导航,室内定位,室内盗窃防御,室内游戏等等。
第二部分:使用WiFi技术的室内定位系统的挑战虽然基于WiFi技术的室内定位系统看起来非常有前途,但是,仍然存在一些挑战。
这些挑战可以分为两类,硬件和软件问题。
硬件问题主要涉及到WiFi技术的技术限制。
因为WiFi通常是用于提供网络连接,而不是用于测量距离,所以在WiFi系统上获取准确的位置信息仍然是一个挑战。
此外,WiFi信号受到多种因素的影响,如障碍物、设备数量和用户行为,这也会导致误差、不稳定等问题。
软件问题涉及到算法的应用和优化。
基于WiFi的位置估算算法通常依赖于模型预测和采集预处理,而预测模型和采集预处理受到许多限制。
如何选择最合适的算法和模型以及收集最合适的数据仍然是一个挑战。
第三部分: WiFi室内定位系统的解决方法和优化措施针对这些困难,我们可以采取许多措施和优化,以确保基于WiFi技术的室内定位系统更为准确和稳定。
第一方面,我们可以采用特殊的硬件来改善WiFi信号的稳定性和强度。
这包括使用更好的WiFi芯片、增加发射器的数量、安装添加麦克风等特殊设备、优化信号的传输等。
wifi室内定位技术研究
wifi室内定位技术研究近年来,随着人们对室内定位技术需求的日益增加,wifi室内定位技术成为了一个备受关注的领域。
在该技术的帮助下,人们可以在室内精确定位自己的位置,实现定位服务的个性化化和多样化。
一、wifi室内定位技术的原理标准的wifi室内定位技术原理是利用室内WiFi网络进行定位。
当设备与WiFi网络进行连接的时候,通过和WiFi网络之间的信号通讯,定位设备的位置。
简单来说,wifi室内定位技术是依靠接收信号强度指标(RSSI)和时间差(TOA、TDOA)等来确定移动设备的准确位置。
二、wifi室内定位技术的优势与传统室内定位技术相比,wifi室内定位技术具备以下几个优势:1.定位准确度高:wifi信号通常可以在室内广泛覆盖,而且信号可靠,因此可以提供准确的室内定位服务。
2.成本低廉:与其他波段信号相比,wifi信号是最为普及的,成本也比较低廉。
3.易于安装:由于几乎每个室内都会安装有WiFi网络,因此在各个设施中添加需要的硬件只需要很少的努力。
4.易于维护:由于WiFi网络本身就是一个通用的室内设施,因此WiFi室内定位技术的维护成本相对较低。
三、wifi室内定位技术在各个领域的应用1.商场定位服务:让人们可以利用定位服务找到特定的商场、店铺,或者在商场购物时查看不同区域的促销信息。
2.医院定位服务:对于患者和家属来说,在医院内能定位到医院各个科室,这样就可以减轻他们在急诊和普通就诊期间的烦恼。
3.物流和仓储:物流和仓储环节是工业领域内最具成长潜力的领域之一。
在这种环境中,自动化和机器人技术的开发也需要定位服务。
4.室内导航:对于新的大型建筑物、机场、火车站和其他公共场所,室内导航可以为人们节省时间和精力。
四、wifi室内定位技术的发展方向1.提高定位服务的准确度: wifi室内定位技术还需要更细的粒度,以允许无缝连接,建立更精细的定位系统,更好地满足人们的需求。
2.增强对室内定位隐私的保护:随着室内定位技术的广泛应用,对隐私的保护应该会得到更多的关注。
基于WiFi技术室内定位系统设计
基于WiFi技术室内定位系统设计随着无线网络技术的不断发展,WiFi技术已经成为了现代社会中不可或缺的一种基础设施。
除了提供网络连接,WiFi技术还可以被应用于室内定位系统中,通过WiFi信号的强度和到达时间来实现对室内位置的精准定位。
本文将介绍基于WiFi技术的室内定位系统的设计原理和实现方法。
一、引言室内定位系统是指在室内环境中通过无线信号或其他技术手段来实现对人、物体或设备位置的精准定位。
室内定位系统的应用场景非常广泛,包括室内导航、人员管理、资源调度等方面。
而基于WiFi技术的室内定位系统由于其成本低、易部署和准确度高的特点,目前已成为了室内定位领域的主流技术之一。
二、基于WiFi技术的室内定位系统设计原理基于WiFi技术的室内定位系统主要依靠WiFi信号的强度和到达时间来进行定位。
其设计原理主要包括信号强度指纹定位和到达时间测量定位两种方法。
1. 信号强度指纹定位信号强度指纹定位是指通过事先构建好的WiFi信号强度指纹图来进行室内定位。
在系统部署阶段,可以在需要定位的区域内进行WiFi信号的测量,然后将测得的信号强度数据和对应的位置信息存储起来,形成一个信号强度指纹数据库。
当需要进行定位时,通过手机或其他设备测得当前位置的WiFi信号强度数据,然后将其与存储的信号强度指纹数据库进行匹配,最终得到定位结果。
2. 到达时间测量定位到达时间测量定位是指通过测量WiFi信号的到达时间来实现室内定位。
在这种方法中,需要利用多个WiFi接入点同时发送信号,并通过接收设备测得这些信号的到达时间差。
通过测量不同接入点与接收设备之间的信号到达时间差,可以计算出接收设备到各个接入点之间的距离,进而得到接收设备的位置信息。
三、基于WiFi技术的室内定位系统设计实现基于WiFi技术的室内定位系统的设计实现主要包括硬件设备的部署和软件算法的开发两方面。
1. 硬件设备的部署在进行基于WiFi技术的室内定位系统的部署时,首先需要在需要定位的区域内部署一定数量的WiFi接入点。
基于WiFi定位的室内导航系统设计与实现
基于WiFi定位的室内导航系统设计与实现随着移动互联网的普及,人们对于室内导航系统的需求也越来越高。
在大型商场、医院、机场等公共场所,人们往往会面临着迷茫和找不到指定位置的问题,而这时候室内导航系统就能够帮助人们准确找到目的地。
室内导航系统实现的关键是定位技术,现今室内定位技术主要有基于WiFi、基于蓝牙和基于超声波等几种方式。
本文将介绍基于WiFi定位的室内导航系统设计与实现。
一、基于WiFi定位原理在室内环境下,GPS信号可能会受到遮挡,无法准确的定位用户位置。
而WiFi信号的穿透力比较强,可以穿过墙壁等障碍物,并且WiFi信号的分布比较广泛,因此可以根据用户手机连接的WiFi热点来获取用户的位置信息。
基于WiFi的室内定位主要分为两种方式:指纹库匹配和信号强度定位。
指纹库匹配是通过预先采集WiFi信号进行离线处理,生成指纹库,再将用户手机采集到的WiFi信号与指纹库进行匹配,来获得用户的位置信息。
信号强度定位是通过对接收到的WiFi信号强度进行实时计算,来推断用户所处的位置。
这里我们将采用信号强度定位方式。
二、室内导航系统设计1、系统结构设计室内导航系统主要包括三个部分:前端页面、服务器和数据库。
前端页面用户在手机上访问,通过服务器获取用户所在位置和目的地位置以及路线规划,并将结果展示给用户。
服务器则负责接收前端页面上传的用户位置信息,进行定位计算与路线规划,并将结果返回给前端页面。
数据库则是系统的核心,负责存储热点信息和建筑物布局信息。
2、数据库设计数据库表格主要包括两种类型:热点信息表和建筑物信息表。
热点信息表包括热点名称、位置信息、覆盖面积等字段。
建筑物信息表包括建筑物名称、楼层数、坐标信息等字段。
数据库中的数据必须是实时的,并且需要不断地更新。
3、算法设计室内导航的核心是算法设计,一款好的算法可以提高准确度和用户体验。
而对于基于WiFi的信号强度定位,主要采用KNN算法。
KNN算法即k-近邻算法,是在给定的数据集中查找k个最相似的数据。
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1前言近年来,随着无线通信技术与网络技术的不断发展和全面普及,各种新业务与新需求层出不穷,其中位置感知计算(Location-aware Computing)和基于位置的服务LBS 在人们的生产生活中起到了至关重要的作用,如何确定用户位置是实施前述应用的首要问题,因此定位技术是位置感知计算和基于位置的服务的核心问题。
根据应用环境与场景的不同,定位技术可分为室内定位技术和室外定位技术。
室外定位系统主要有蜂窝定位和全球定位系统GPS。
蜂窝无线定位即手机定位,是基于移动蜂窝网的基站定位,其定位精度依赖于基站的分布和基站信号覆盖范围的大小。
1996 年,美国FCC 颁布了E-911(Emergency call ‘911’)条例提出了相关的技术要求,要求移动通信提供商必须为用户提供定位准确度在125m 以内的室外定位服务,2001 年以后,美国FCC 提出了更严格的准确度和三维空间定位的需求。
在政府的要求和市场利润的驱动下,使基于蜂窝移动网的定位技术得到了广泛的应用。
美国的GPS 系统是目前使用最广泛、用户人数量最多的全球性定位系统。
GPS系统由24 颗卫星组成,在任何时间任何地点地面接收终端都可以同时接受到4 颗以上的卫星发出的信号。
根据电磁波的传播原理,通过卫星信号的到达时间差来计算出搜索到的卫星和终端用户之间的距离,采用三边定位法计算出终端用户的具体位置,其民用定位精度可以达到15m 以内。
同时,其他国家也陆续研究开发出了具有自主知识产权的定位系统,包括和中国的北斗卫星定位系统、俄罗斯的Glonass 定位系统和欧盟的Galileo 定位系统。
但是在城市环境中,由于GPS 卫星发射的电磁信号太微弱,楼宇等建筑物阻碍了卫星信号的传播,所以导致了所谓的“都市峡谷”(Urban Canyon)效应,使得GPS 系统无法正确定位。
因此,虽然GPS 系统在室外环境能够有效地定位,但是在室内环境却无法进行有效的定位。
以上两种定位系统是应用比较广泛的室外定位系统,但应用于室内的时候,这两种定位系统并不能提供很好的定位服务。
首先,由于室内环境复杂,信号在室内传播的情况要复杂于室外传播的情况。
其次,室外定位应用大都是开阔环境中,几十米的定位误差并不影响用户的使用感受;但对于室内定位应用而言,需要将定位精度控制在若干米以内,才能为用户提供达可具使用性的室内定位系统。
针对室内定位的难点,即克服信号受到环境噪声的干扰,对移动用户的快速定位,对定位精度的高要求,国内外研究人员都进行了有针对性的研究,这些研究涉及到无线网络、传感器技术、随机信号处理等众多交叉领域。
2总体方案设计2.1WiFi室内定位技术的分类2.1.1 几何法几何法是利用几何学原理估计用户位置的定位方法,几何法包括三边定位法和三角定位法,其中前者使用距离作为几何参数,后者使用角度作为几何参数,以下将简述三边定位法的定位原理。
三边定位法是一种基于测距的定位算法,GPS 全球定位系统是典型的使用三边定位法进行位置估计的定位系统,根据定位目标与各个参考点的距离使用几何方法得到估计坐标。
在二维空间坐标系中,选取三个点作为参考点,这三个点必须是不共线的,在得知它们与定位目标之间距离的情况下即可以计算出定位目标的位置。
如图2.1.1 所示,已知参考节点A 、B 、C 的坐标分别为( Xa,Ya )、(Xb,Yb)、(Xc,Yc),测得它们到待定位节点D 的距离分别为Da 、Db 、Dc,假设节点D 的坐标为(x, y) 。
图2-1-1三边定位法示意图当测得未知节点与信标节点的距离为d 时,在理想情况下,可认为未知节点在以参考节点为圆心半径为 d 的圆上,三个相交的圆可唯一确定一个点或一个区域,这个点或者这个区域的中心即为未知节点的位置。
根据已知参数,可建立如下一组方程:2.1.2近似法近似法的原理为在某一范围内监测附近用户,若感知到用户在接近某锚节点时,即可以使用锚节点位置近似计算用户的位置。
如图2-4 所示。
在无线网络中,每个接入点都有一定的覆盖范围,它是连接用户从无线通信到有线通信的纽带,为无用户提供通信服务,所有进入这一信号区域的无线用户都可以通过与它的关联实现网络通信。
此定位方法是通过AP 接入点的位置来估计用户的位置,其最大优点是简单,易于实施使用,无需在终端安装任何额外的硬件设备和软件程序,可以使用服务器进行集中监控,常用的服务器接入监控程序可以基于RADIUS(Remote Authentication Dial-In User Service)协议或者基于SNMP(Simple Network Management Protocol)协议。
近似法的定位精度主要依赖于AP 接入点的接入距离,IEEE 802.11 的理论接入距离是室内100米和室外300 米,但在实际使用中有各种障碍物,如混凝土墙壁和铁对射频信号的屏蔽最大,玻璃、木板、石膏墙等对无线信号的影响最小,所有AP 接入点的有效接入距离是室内3米、室外100米。
图2-1-2 近似法位置估计示意图2.1.3场景分析法该方法首先将观察到的环境信息简化成易于量化与计算的信息量,使用相关的信息量描述物理位置,将所有位置的位置信息量汇总构成环境数据库。
在位置匹配阶段,利用在某一地点观察到的场景特征信息量,使用特定的匹配算法进行位置匹配,从而分析推断用户的估计位置。
场景分析法的优点在于不用依赖于几何量就可以通过非几何的角度或距离这些的特征估计出物体的位置。
测量角度或距离需要添加额外的设备,实施复杂度高,也不利于实际实施。
但是,场景分析法也有其不足之处,系统需要获得具体定位环境的特征集,从而与其实时场景特征量进行匹配和定位。
而且,环境中的某些环境参数的改变可能会导致先期的环境特征量不再适用,从而可能要重新构建新的特征集。
2.2方案的选择比较2.2.1定位方法的选取基于WIFI的室内定位有三种基本定位思路,包括几何法、近似法和场景分析法,表2-2为几种定位方法的对比情况。
表2-2室内定位方法的比较与基于传播模型的几何法相比,基于位置指纹的定位模型可以提供更高精度的定位要求,而且具有良好的鲁棒性,可以有效避免由于传播模型不准确所带来的定位误差,所以基于位置指纹的定位方法成为目前室内定位的主流方向。
因此将基于Wi Fi和位置指纹的室内定位方法作为本课题的研究对象。
2.2.2定位算法的选取基于WIFI的室内定位有两种基本的定位算法,分别是最近邻法和朴素贝叶斯法。
⑴最近邻法:⑵朴素贝叶斯法:朴素贝叶斯法是一种源于统计学的分类方法,是贝叶斯分类的一种基于贝叶斯定理的实现。
它通过计算目标的后验概率来实现定位。
位置指纹识别的两种基本匹配算法(K 近邻法和朴素贝叶斯法)中,朴素贝叶斯法的定位精度要高于K 近邻法,因此本文所实现的定位系统选择基于概率性的贝叶斯匹配算法作为基本定位方法。
3WiFi定位系统的概述目标是实现基于位置指纹的无线室内定位系统,旨在向用户提供所在区域的实时位置信息,并提供相对应的指引帮助。
定位系统的主要目标如下:●为用户提供高精度和高可靠性的室内定位服务;●使用户可以在系统覆盖区域无缝地使用定位服务,获取其所在位置的实时位置信息;●定位系统可以迅速地处理来自用户的定位请求,并对并发访问提供良好的应答机制。
图3无线室内定位系统整体架构定位系统整体架构如图3所示,本室内定位系统是由定位服务器、Wi Fi 网络(含AP)和定位终端三部分组成。
定位服务器的主要功能:(1)解析离线阶段采集的RSSI 信息,建立WLAN 地图数据库和信号覆盖图数据库;(2)响应移动终端的定位请求,根据指定的定位匹配算法结合位置指纹数据库进行位置估计,并将定位结果返回给移动终端。
终端系统的主要功能:(1)离线阶段自动连续测量RSSI 特征数据;(2)定位阶段扫描发送定位请求和显示由服务器返回的位置信息等。
WiFi网络的主要功能:(1)构建射频信号空间分布,为定位算法提供RSSI 指纹数据支撑;(2)为移动终端与定位服务器提供通信支撑。
3.1系统功能模块需求3.1.1服务器程序服务器程序主要由以下功能模块组成:网络通信模块、定位算法模块、RSSI指纹数据库模块和地图信息模块,其结构如图3-1-1所示。
图3-1-1服务器系统结构图其中网络通信模块与移动终端进行通讯,需要接收来自多个移动终端的定位请求,并能将定位结果和位置应用等相关信息返回给相应的移动终端。
RSSI 位置指纹数据库模块在服务器启动之初,需要对离线阶段所采集的位置指纹信息进行解析,结合实际环境中的建筑布局进行定位空间建模,将位置指纹信息和定位环境相关联。
并根据定位算法的要求,对数据库中的位置指纹进行滤波处理,保证指纹信息的准确性,以提高定位系统的定位精度。
定位算法模块是整个系统中最核心的功能模块,对室内定位结果有着极大的影响。
由于目前有很多种基于位置指纹的定位算法,且各算法对系统要求各异,因此在系统设计之初,应选择合适的设计模式和数据结构以保证能定位系统可以兼容多种定位算法,为以后的系统拓展和改进提供必要的基础。
3.1.2终端程序终端程序主要由以下功能模块组成:RSSI 测量模块、UI 界面和网络通信模块,其结构如图3-1-2所示。
图3-1-2终端系统功能结构图网络通信模块与服务器端通信模块为通信对等实体,不再详述。
RSSI 测量模块使用无线网卡底层驱动,读取接收自各个AP 的Beacons 帧信息,得到所需要的RSSI 信息,并将位置指纹与位置信息相关联。
位置信息显示模块即为UI 界面,由于终端界面需要使用在离线阶段和定位阶段,并且两个阶段的功能作用不同,因此需要有两种UI 界面。
一种为系统维护人员所使用的位置信息采集界面,需要输入位置信息,并可设置时间间隔在某一参考点处连续采集一组RSSI 数据;另一种为用户使用的定位查询界面,将由服务器返回的位置信息显示在UI 界面中。
4 WiFi定位系统的设计与实现定位系统的服务流程如图4所示。
(1)离线训练阶段,在定位区域使用移动终端测量收集各个AP的RSSI 信息,并将RSSI信息存储在位置指纹数据库中供服务器程序进行定位使用。
(2)在线定位阶段,启动定位服务器中的程序,完成系统初始化工作,并做好监听定位请求的准备。
(3)开启移动终端上的终端程序,根据Wi Fi 网络初始化通信网络,关联通信AP,图4定位系统服务流程图并读取配置文件进行UI界面初始化。
(4)移动终端扫描无线信号,将对应AP的MAC和RSSI列表发送给定位服务器。
(5)服务器程序接收到用户的定位请求后,使用指定的位置匹配算法计算出用户的当前位置,并结合当前位置的其他应用信息,一同返回给移动终端。
(6)终端程序收到服务器程序返回的位置结果后,将用户位置显示在地图显示模块中,为用户提供直观的显示效果。