采用zigbee节点网络的室内定位系统研究

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1、学校代码：１０２７０分类号：ＴＮ９２９．日学号；１４巧０２５６６上毒畔絶乂爹硕±专业学位论文采用ＺｉｇＢｅｅ节点网络的室内定位系统研究专业学位类别：工趕硕±专业领域：电子与通信工程作者姓名：ｉＨｉｉ指导教师：张静（副教巧）、潘鸣（硏巧员）答辩日期：２０１６年５月２７日论文独创性声明本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。论文中除了特别加Ｗ标注和致谢的地方外，不包含其他人或机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中做了明确的声

2、明并表示了谢意。作者签名：ｉ？曰期；方玉巧气巧论文使用授权声明本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定，旨Ｐ；学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阀；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其它手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定。，■之作者签名，；為論导师签名：莎日期：２＾專打弓７句上海师范大学硕士学位论文摘要论文题目：采用ZigBee节点网络的室内定位系统研究学科专业：电子与通信工程学位申请人：祁斌指导老师：张静（副教授）、潘鸣（研究员）摘要随着数据业务和多媒体

3、业务的快速增长，人们对定位和导航的需求日益增加，尤其是在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场等，常常需要定位移动终端或其持有者在室内的位置。与室外环境相比，室内定位受定位时间、定位精度及室内复杂环境等条件的限制，导致目前比较完善的室外定位方法还无法有效地运用到室内环境中，因此寻找定位精度高、稳健性好、实现简单、成本低的室内定位系统已经成为当今业界研究的热点。在阐述室内定位的研究现状并比较常见的室内定位系统后，选择基于ZigBee的无线传感器网络来实现室内定位系统的开发。在搭建好室内定位系统的软硬件平台后，通过比较目前几

4、种常用的室内定位方法，选择了方便易行的基于接收信号强度指示（RSSI）信息对系统进行研究。针对在RSSI测距过程中由于环境噪声的影响使定位误差在超过一定的距离后过大的问题，实现了一种分区域加权质心算法，该算法将定位区域分成多个子区域来实现近距离定位，还采用了节点距离倒数之和代替距离和的倒数作为权重，同时对权重进行系数修正以充分利用节点信息。仿真结果表明，该算法的相对定位精度比原有加权质心算法提高了25%，并且算法稳健性更好。由于室内复杂环境所造成的测距误差是不可避免的，导致采用传统定位算法的定位系统的性能受到限制，还利用多层前馈（BP）人工神经网

5、络的容错能力和非线性映射能力来进一步改善定位性能。仿真结果表明，该网络在6m×3m的区域内平均定位精度为0.21m。此外，针对网络在训练过程中易陷入局部极小点的问题，运用粒子群算法（PSO）来优化网络的初始权值和阈值，实验结果表明该改进算法的定位精度可达0.16m，比普通BP神经网络的相对定位精度提高了23.8%。关键词：室内定位；接收信号强度指示；修正权值；多层前馈人工神经网络；粒子群算法IAbstractShanghaiNormalUniversityMasterofPhilosophyTitle:ResearchonIndoorLocati

6、onSystemBasedonZigBeeNodeNetworkMajor:ElectronicsandCommunicationEngineeringApplicant:QiBinAdvisor:ZhangJing(AssociateProfessor),PanMing(ResearchFellow)AbstractWiththerapidgrowthofdataservicesandmultimediaservices,peopleincreasethedemandforpositioningandnavigation,especiallyi

7、ncomplexindoorenvironment,suchasairportlobby,exhibitionhall,warehouse,supermarket,library,undergroundparking,etc.Thepositionofoneindoormobileterminaloritsholderisoftennecessarytodetermine.However,comparedwithoutdoorpositioning,indoorpositioningislimitedbytime,accuracyandcompl

8、exenvironment,andsuchthatoutdoorpositioningmethodscannotbeeffectivel