蓝牙室内定位关键技术的研究与实现
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ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃｌｉｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ｔｈｅ ｃｌｉｅｎｔ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＲＳＳＩ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ，ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｗａｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｗａｓ ｇｏｏｄ．Ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ Ｗａｓ ｗｉｔｈｉｎ ０．５ ｍ．
研究生签名：盟导师签名：孑蕴益翌日期：二叫
万方数据
摘要
摘要
随着人们对室内定位服务需求的日益增加、无线室内定位技术的发展以及智能手机 的普及应用，基于智能手机的室内定位技术一跃成为了新的研究热点。本文主要研究了 基于低功耗蓝牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ，ＢＬＥ）接收信号强度指示（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，ＲＳＳＩ）的高精度室内定位技术，并结合安卓智能手机进行了试验系 统的开发和测试。
Ｖ
万方数据
东南大学硕士学位论文
３．５本章小结……………………………………………………………………………２５ 第四章室内ＢＬＥ的ＲＳＳＩ特性分析………………………………………………………２７
关键词：室内定位，ＢＬＥ，ＲＳＳＩ，安卓系统，智能手机，最小二乘，粒子滤波
万方数据
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｉｎｄｏｏｒ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｎｅｗ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈｏｔｓｐｏｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ（ＲＳＳＯ ｏｆ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）．Ａ ｄｅｍｏ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｗｉｔｈ Ａｎｄｒｏｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ（ＯＳ）ｕｓｉｎｇ ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ．
Ａ Ｔｈｅｓｉｓ Ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｔｏ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｍａｓｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＢＹ
Ｗａｎｇ Ｙｉ－ｊ ｉａｎ
Ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ ｂｙ
Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｚｈａｎｇ Ｚａｉ－－ｃｈｅｎ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
研究生签名：重塑 几期： ２ １兰：主！皇
东南大学学位论文使用பைடு நூலகம்权声明
东南大学、巾国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相 一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登） 论文的全部内容或巾、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大 学研究生院办理。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＢＬＥ，ＲＳＳＩ，ａｎｄｒｏｉｄ ＯＳ，ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ，ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ，
ｐａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｌｔｅｒ
ＩＩＩ
万方数据
日录
目录
摘要……………………………………………………………………………………………………………………………Ｉ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ．ＲＳＳＩ ｖａｌｕｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｌｕｅｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｏｗｅｒ．
Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅｄ ａ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｄｅｍｏ ｂａｓｅｄ ｏｎ
Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｉＢｅａｃｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｑｕｅｒｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ａｎｄ
Ｍａｒ．２０１５
Ｎａｎｊ ｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ
万方数据
ｂｙ±ｉｕｐｅｒｖｉｓｅｄ
东南大学学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过Ｉ侮研究成果， 也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
紧接着本文根据路径损耗模型在搭建的分布特性研究实验平台上对ＢＬＥ的ＲＳＳＩ 特性进行了实测分析，并针对不同发射功率分别建立了ＲＳＳＩ值仿真模型。
最后，本文从客户端应用程序开发以及室内定位算法两方面，设计实现了基于移动 终端的蓝牙室内定位系统。客户端应用程序涉及蓝牙ＲＳＳＩ值采集与加速度信息提取， 室内定位算法则包括了基于最小二乘的离散位置估计和基于粒子滤波的连续跟踪定位。 结合仿真模型与实测数据，对该室内定位系统进行了性能分析。分析显示，本文提出的 室内定位算法在实际应用中效果良好，定位精度控制在０．５ｍ以内。
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｌｔｅｒ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ…．…．………．…．…．……．…．．…．．…………．…．．……………．………．…．…．…．…．…．………．．．…．．……．．ＩＩＩ
目录…………………………………………………………………………………………………………………………．Ｖ 插图目录……………………………………………………………………………………一ＩＸ 表格目录……………………………………………………………………………………～ＸＩ 缩略词………………………………………………………………………………………ＸＩＩＩ 第一章绪论…………………………………………………………………………………．．１
本文首先对国内外室内定位的研究现状进行分析，比较不同室内定位技术的特点， 介绍了室内定位技术常用的算法，确定了本文以ＢＬＥ的ＲＳＳＩ值为基础的室内定位研究 方案。
随后对蓝牙技术进行了综述，介绍了本文设计方案所采用的ｉＢｅａｃｏｎ技术，分析并 验证了蓝牙信号查询特征，并根据蓝牙模块的应用特点进行了信标节点的ＩＤ规划。
２．１．１超声波定位技术……………………………………………………。………．７ ２．１．２室内ＧＰＳ定位技术……………………………………………………………７ ２．１．３ ＲＦＩＤ定位技术…………………………………………………………………７ ２．１．４红外线定位技术………………………………………………………………８ ２．１．５ ＷｉＦｉ定位技术…………………………………………………………………８ ２．１．６蓝牙室内定位技术……………………………………………………………８ ２．２室内定位算法………………………………………………………………………一９ ２．２．１基于测距的定位算法原理……………………………………………………９ ２．２．２基于测距的定位算法………………………………………………………。１０ ２．２．３基于非测距的定位算法……………………………………………………。１２ ２．３本章小结……………………………………………………………………………１５ 第三章蓝牙室内定位硬件架构……………………………………………………………１７ ３．１蓝牙技术综述………………………………………………………………………１ ７ ３．１．１蓝牙技术的诞生及发展……………………………………………………．．１７ ３．１．２蓝牙技术的特点……………………………………………………………一１８ ３．１．３蓝牙的协议体系结构………………………………………………………。１９ ３．２ ｉＢｅａｃｏｎ技术及工作原理……………………………………………………………２０ ３．３蓝牙设备查询与连接………………………………………………………………２１ ３．３．１蓝牙信号查询特征…………………………………………………………一２１ ３．３．２蓝牙设备连接验证…………………………………………………………．．２２ ３．４蓝牙模块及ＩＤ规划………………………………………………………………．．２３
１．１研究背景及意义……………………………………………………………………．．１ １．２国内外研究现状……………………………………………………………………一２ １．３论文研究内容………………………………………………………………………．．４ １．４论文组织结构………………………………………………………………………．．５ 第二章无线室内定位技术…………………………………………………………………一７ ２．１室内定位技术概述…………………………………………………………………一７
隶劫大·粤
硕士学位论文
蓝牙室内定位关键技术的研究与实现
万方数据
ｌｌＩＩＩ Ｉ Ｉ Ｉ ｌＵ ｌ ｌ Ｕ Ｉ ＩＩＩ Ｉ ＵＩ
Ｙ２７８２１ ０８
ＲＥ ＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＩＮ口ＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ０ＩＮ
姗ＯＯＲ ＫＥＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＯＦ ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｌａｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＳ ＳＩ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ＢＬＥ．
ｐｌａｎｎｅｄ ｂｅａｃｏｎ ｎｏｄｅ ＩＤ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｍｏｄｕｌｅ． Ｔｈｅｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐａｔｈ ｌｏｓｓ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ＲＳＳＩ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＢＬＥ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｆｏｒ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＲＳＳＩ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ，ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ Ｗａｓ
ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｗａｓ ｇｏｏｄ．Ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ Ｗａｓ ｗｉｔｈｉｎ ０．５ ｍ．
研究生签名：盟导师签名：孑蕴益翌日期：二叫
万方数据
摘要
摘要
随着人们对室内定位服务需求的日益增加、无线室内定位技术的发展以及智能手机 的普及应用，基于智能手机的室内定位技术一跃成为了新的研究热点。本文主要研究了 基于低功耗蓝牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ，ＢＬＥ）接收信号强度指示（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，ＲＳＳＩ）的高精度室内定位技术，并结合安卓智能手机进行了试验系 统的开发和测试。
Ｖ
万方数据
东南大学硕士学位论文
３．５本章小结……………………………………………………………………………２５ 第四章室内ＢＬＥ的ＲＳＳＩ特性分析………………………………………………………２７
关键词：室内定位，ＢＬＥ，ＲＳＳＩ，安卓系统，智能手机，最小二乘，粒子滤波
万方数据
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｇｒｏｗｉｎｇ ｄｅｍａｎｄ ｆｏｒ ｉｎｄｏｏｒ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｔｈｅ ｎｅｗ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈｏｔｓｐｏｔ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ（ＲＳＳＯ ｏｆ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）．Ａ ｄｅｍｏ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ ｗｉｔｈ Ａｎｄｒｏｉｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ（ＯＳ）ｕｓｉｎｇ ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ．
Ａ Ｔｈｅｓｉｓ Ｓｕｂｍｉｔｔｅｄ ｔｏ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
Ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ Ｍａｓｔｅｒ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＢＹ
Ｗａｎｇ Ｙｉ－ｊ ｉａｎ
Ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ ｂｙ
Ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ，Ｚｈａｎｇ Ｚａｉ－－ｃｈｅｎ
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
研究生签名：重塑 几期： ２ １兰：主！皇
东南大学学位论文使用பைடு நூலகம்权声明
东南大学、巾国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电 子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相 一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登） 论文的全部内容或巾、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大 学研究生院办理。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ＢＬＥ，ＲＳＳＩ，ａｎｄｒｏｉｄ ＯＳ，ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ，ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ，
ｐａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｌｔｅｒ
ＩＩＩ
万方数据
日录
目录
摘要……………………………………………………………………………………………………………………………Ｉ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ．ＲＳＳＩ ｖａｌｕｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｓ ｗｅｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖａｌｕｅｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｏｗｅｒ．
Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄ ｒｅａｌｉｚｅｄ ａ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｄｅｍｏ ｂａｓｅｄ ｏｎ
Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｉＢｅａｃｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｖａｌｉｄａｔｅｄ ｔｈｅ ｓｉｇｎａｌ ｑｕｅｒｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ，ａｎｄ
Ｍａｒ．２０１５
Ｎａｎｊ ｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ
万方数据
ｂｙ±ｉｕｐｅｒｖｉｓｅｄ
东南大学学位论文独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过Ｉ侮研究成果， 也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
紧接着本文根据路径损耗模型在搭建的分布特性研究实验平台上对ＢＬＥ的ＲＳＳＩ 特性进行了实测分析，并针对不同发射功率分别建立了ＲＳＳＩ值仿真模型。
最后，本文从客户端应用程序开发以及室内定位算法两方面，设计实现了基于移动 终端的蓝牙室内定位系统。客户端应用程序涉及蓝牙ＲＳＳＩ值采集与加速度信息提取， 室内定位算法则包括了基于最小二乘的离散位置估计和基于粒子滤波的连续跟踪定位。 结合仿真模型与实测数据，对该室内定位系统进行了性能分析。分析显示，本文提出的 室内定位算法在实际应用中效果良好，定位精度控制在０．５ｍ以内。
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｉｎｖｏｌｖｅｄ ｔｈｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｌｅａｓｔ ｓｑｕａｒｅｓ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｆｉｌｔｅｒ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ…．…．………．…．…．……．…．．…．．…………．…．．……………．………．…．…．…．…．…．………．．．…．．……．．ＩＩＩ
目录…………………………………………………………………………………………………………………………．Ｖ 插图目录……………………………………………………………………………………一ＩＸ 表格目录……………………………………………………………………………………～ＸＩ 缩略词………………………………………………………………………………………ＸＩＩＩ 第一章绪论…………………………………………………………………………………．．１
本文首先对国内外室内定位的研究现状进行分析，比较不同室内定位技术的特点， 介绍了室内定位技术常用的算法，确定了本文以ＢＬＥ的ＲＳＳＩ值为基础的室内定位研究 方案。
随后对蓝牙技术进行了综述，介绍了本文设计方案所采用的ｉＢｅａｃｏｎ技术，分析并 验证了蓝牙信号查询特征，并根据蓝牙模块的应用特点进行了信标节点的ＩＤ规划。
２．１．１超声波定位技术……………………………………………………。………．７ ２．１．２室内ＧＰＳ定位技术……………………………………………………………７ ２．１．３ ＲＦＩＤ定位技术…………………………………………………………………７ ２．１．４红外线定位技术………………………………………………………………８ ２．１．５ ＷｉＦｉ定位技术…………………………………………………………………８ ２．１．６蓝牙室内定位技术……………………………………………………………８ ２．２室内定位算法………………………………………………………………………一９ ２．２．１基于测距的定位算法原理……………………………………………………９ ２．２．２基于测距的定位算法………………………………………………………。１０ ２．２．３基于非测距的定位算法……………………………………………………。１２ ２．３本章小结……………………………………………………………………………１５ 第三章蓝牙室内定位硬件架构……………………………………………………………１７ ３．１蓝牙技术综述………………………………………………………………………１ ７ ３．１．１蓝牙技术的诞生及发展……………………………………………………．．１７ ３．１．２蓝牙技术的特点……………………………………………………………一１８ ３．１．３蓝牙的协议体系结构………………………………………………………。１９ ３．２ ｉＢｅａｃｏｎ技术及工作原理……………………………………………………………２０ ３．３蓝牙设备查询与连接………………………………………………………………２１ ３．３．１蓝牙信号查询特征…………………………………………………………一２１ ３．３．２蓝牙设备连接验证…………………………………………………………．．２２ ３．４蓝牙模块及ＩＤ规划………………………………………………………………．．２３
１．１研究背景及意义……………………………………………………………………．．１ １．２国内外研究现状……………………………………………………………………一２ １．３论文研究内容………………………………………………………………………．．４ １．４论文组织结构………………………………………………………………………．．５ 第二章无线室内定位技术…………………………………………………………………一７ ２．１室内定位技术概述…………………………………………………………………一７
隶劫大·粤
硕士学位论文
蓝牙室内定位关键技术的研究与实现
万方数据
ｌｌＩＩＩ Ｉ Ｉ Ｉ ｌＵ ｌ ｌ Ｕ Ｉ ＩＩＩ Ｉ ＵＩ
Ｙ２７８２１ ０８
ＲＥ ＳＥＡＲＣＨ ＡＮＤ ＩＮ口ＬＥＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ０ＩＮ
姗ＯＯＲ ＫＥＹ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ ＯＦ ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ
Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｏｆ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｉｎｄｏｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｌａｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＲＳ ＳＩ ｖａｌｕｅｓ ｏｆ ＢＬＥ．
ｐｌａｎｎｅｄ ｂｅａｃｏｎ ｎｏｄｅ ＩＤ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｍｏｄｕｌｅ． Ｔｈｅｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐａｔｈ ｌｏｓｓ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ＲＳＳＩ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ＢＬＥ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｆｏｒ