【摘 要】
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室内位置服务与无线传感器网络逐渐成为近几年的研究热点,多种室内定位技术层出不穷,随着人们对室内定位技术兴趣的增加,产生了对更精确和更具实时性的定位解决方案的需求。由于室内障碍物多,信号干扰强烈,全球卫星导航（GPS）以及北斗卫星定位等技术的定位效果不够理想,蓝牙室内定位作为一种低功耗、低成本、高精度且抗干扰能力强的定位技术正慢慢成为该领域研究重点。本文基于RSSI（Received Signal
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室内位置服务与无线传感器网络逐渐成为近几年的研究热点,多种室内定位技术层出不穷,随着人们对室内定位技术兴趣的增加,产生了对更精确和更具实时性的定位解决方案的需求。由于室内障碍物多,信号干扰强烈,全球卫星导航（GPS）以及北斗卫星定位等技术的定位效果不够理想,蓝牙室内定位作为一种低功耗、低成本、高精度且抗干扰能力强的定位技术正慢慢成为该领域研究重点。本文基于RSSI（Received Signal Strength Indication,接收信号强度指示）蓝牙室内定位算法进行研究,并采用STM32嵌入式板设计基于RSSI的室内定位系统。具体研究内容如下:（1）深入研究室内定位方法与技术,包括基于测距的AOA、TOA以及TDOA方法和基于非测距的RSSI定位方法以及基于红外线定位技术、射频定位技术、蓝牙定位技术等,通过综合考虑选择基于RSSI的蓝牙室内定位技术实现系统功能。（2）由于多径效应与阴影效应对信号造成干扰,接收的蓝牙RSSI极不稳定,需要进行滤波处理,实验对两种滤波算法进行MATLAB仿真与优化,结果得出采用扩展卡尔曼滤波算法进行信号处理的滤波效果最佳。此外,提出多维相似度聚类算法,采用皮尔逊相关系数代替欧氏距离计算两参考点之间相似度,从多维角度完成区域聚类,对k值过于敏感、依赖初始值的问题做了改进,同时减少定位计算量。最后采用WKNN分类算法计算参考点位置,使用两种相关系数对相似度参数加权,完成坐标匹配计算,实现位置信息输出。结果总结得出,本文提出的算法有效提高了室内定位精度。（3）模拟室内环境做定位系统设计,基于STM32嵌入式板搭建室内定位系统,采用蓝牙模块采集RSSI并通过串口上传主控,通过无线通信模块将算法计算定位坐标上传云服务器,最后在浏览器进行坐标折线图绘制,用来提供实时坐标显示以及数据管理。通过结果分析,本文设计的蓝牙室内定位系统定位精度0.245m,定位响应时间2.67s,基本满足实时定位需求,并且能够应用到各种强干扰强屏蔽环境当中作为实时位置监测设备。
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