基于蓝牙阵列室内定向的研究

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室内定位技术在我国发展迅速,只需利用移动终端设备的传感器、蓝牙、WiFi等技术结合定位算法即可判断室内行人的位置,但对于行人行进方向的判定仍然无法找到较好的解决方案。根据室内定位结果可以实现室内定向,目前有多种常用的定位方案,如基于WiFi、蓝牙和惯性导航传感器定位,然而由于传感器元件自身误差、算法误差、设备部署成本和对于环境的要求等因素的影响,这些方案都会有各自的局限性,造成行人方向判断产生较大误差。因此本文提出了一种基于BLE的信号强度曲线匹配方案来实现对于室内行人行进方向的判断,提高了定向的准确率。本文首先对几种室内定向方案原理进行介绍,并分析其特点,根据比较结果提出本文的定向算法,并描述本蓝牙定向算法的系统框图。随后,本文对提出的RSSI(接收信号强度指示)曲线匹配定位算法的设计与仿真进行了分析,其中包含对于信道衰减模型的RSSI特性的研究、单节点与多节点的分析、及最终的仿真结果分析。为了测试算法的有效性,本文对蓝牙定向系统设计了整体实验,包括实验场景的搭建,低功耗蓝牙节点的布设,根据实际需求设计出BLE的RSSI信号采集移动端应用程序。最后,本文通过多次实验分析了由蓝牙间隔等因素对于本算法定向准确率的影响,并通过对比实验验证了算法的可靠性。最终的结果表明,本文提出的信号强度曲线匹配方案能够较好地解决行人整体行进方向的判断问题,因此可以用来对于目前室内定位的方向识别进行辅助修正。
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