基于WiFi和传感器辅助的室内标签定位系统的设计

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随着无线信息技术的快速发展,人们对基于位置的服务(LBS)需求逐渐增多。在室外的环境下,全球定位系统(GPS)能够提供精确的定位服务,应用在各个领域。但是,对于室内的环境,由于建筑物自身阻挡以及内部结构比如门窗、墙壁,接收设备在室内环境中收到的GPS信号非常的微弱,定位精度大大下降,很难满足精确室内定位的要求。目前,室内无线定位主要运用Wi Fi、传感器、红外、超声波、PFID等定位技术,其中基于Wi Fi的定位技术部署广泛且成本低,成为了室内定位系统的理想解决方案。本文为了实现一个基于Wi Fi和传感器辅助的室内标签定位系统,除了利用基于Wi Fi的指纹匹配定位技术外,还综合运用移动终端的多传感器来辅助室内定位,从而来提高定位的精度。首先,介绍了一些基于Wi Fi的定位方法,简述了其基本原理,对这些定位方法的优点和缺点进行了分析。基于模型的定位(比如AOA、TOA、TDOA定位方法)需要增加硬件设备,对现有无线网络进行改造,基于无线信号特征模型的定位需要建立准确的数学模型,而基于位置指纹匹配的定位无需对现有网络进行改进,部署简单,因此基于Wi Fi的定位方法是一种理想的室内定位手段。本文采用了基于位置指纹匹配的定位方法,将多次采集的无线信号强度平均值作为位置特征。其次,除了利用基于Wi Fi的定位方法外,还综合运用了无线定位标签的多传感器来辅助室内定位,弥补了使用基于Wi Fi的定位的不足,结合二个技术的优势,从而提高了定位精度。根据传感器提供的信息,计算无线定位标签用户的移动距离与方向,在已知用户初始位置的情况下,可以得到用户在任意时刻的位置。最后,实现一个基于Wi Fi和传感器辅助的室内标签定位系统,该定位系统由无线定位标签和定位服务器组成。无线定位标签周期性的采集周围所有AP的信号强度和传感器数据,并打包发送给定位服务器。定位服务器端存储了位置指纹信息,执行定位算法功能,对无线定位标签进行定位,并显示在Flex端。该定位系统的结果显示,其定位误差3.62米左右,定位速度快,在室内环境下效果比较理想。
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