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目前,中国老年人中有相当一部分人的视力状况不能满足其日常生活,此外还存在很多弱视人群,一种辅助弱视人群日常生活的室内设备应运而生。作为新时代信息网络中数据获得、交换的一种手段,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)技术在一定程度上促进信息科学技术的进步,明显地加快信息化进程。而网络系统自身的位置信息是很多应用实现的基础。本着提高弱视人群生活质量的目标,对基于WSN的室内定位系统的研究具有重要的经济价值和社会意义。本文在前人对室内定位系统研究的基础上,设计弱视人群导航应用背景下的室内定位系统。 第一,采用基于接收信号强度指示(RSSI)的测距技术。测试发现误差受环境因素和硬件自身特性的影响,对此采用节点间单对单定标方案来降低因节点个体差异带来的误差,采用高斯滤波处理RSSI采样数据,为定位系统提供可靠测距值。 第二,基于测度的定位算法,测距误差不可避免,测试中(有意加入遮挡),运用最大似然估计法(Maximum Likelihood Estimation,MLE)实现定位,精度不如预期。因此提出MLE-PSO(MLE and classic Particle Swarm Optimization)定位算法,以MLE为基础结合电磁波在自由空间中的传播特性,重构基于粒子群优化定位算法的适应度函数来提高定位精度。提出一种惯性权重优化的自适应学习机制,改善MLE-PSO定位算法的全局搜索能力和局部搜索精度。实物测试结合MATLAB数据分析工具,验证MLE-PSO定位算法明显提升弱移动目标在恶劣环境下的定位精度。 第三,设计基于无线射频芯片CC2530为核心的硬件开发套件;成功移植和修改以Z-Stack为核心的ZigBee协议栈。在实验室测试、分析对比数据,验证该系统优越的定位性能。