基于无线局域网的室内区域定位问题研究.pdf

《基于无线局域网的室内区域定位问题研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、中国科学技术大学硕士毕业论文基于无线局域网的室内区域定位问题研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：易飞滔计算机软件与理论黄刘生教授二O一二年四月二十日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster’SdegreeResearchonIndoorAreaLOCa¨ZatiOnProblemsinWirelessLANAuthor’SName：FeitaoYiSpeciality：ComputerSoftwareandTheorySupervisor：Prof．LiushengHuangFinishe

2、dtime：April20m，2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：望脾签字日期：—j妇妇I蛐中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等

3、有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口公开口保密(——年)作者签名：易坚函签字日期：当堕：，．幽导师签名：签字目期：山』芸：A：幽摘要从指南针与天文定位技术在古代应用于航海，到今天的智能手机普遍配置卫星定位系统，人们用来帮助获取位置信息的技术一直在革新。目前卫星定位技术已成为室外定位的优势技术，而用于室内定位的技术则呈百花齐放之势。无线局域网是一种目前广泛商用的覆盖室内的无线网络，使用无线局域网进行室内定位无需搭建专用的定位网络，是一种性价比较高的选择。用于

4、无线局域网的定位算法，尤其是基于信号接收强度指示(RSSI)值的指纹比对算法，近年来得到了广泛深入的研究，然而由于无线局域网的固有特性与室内环境的复杂，使用无线局域网构建实用的室内定位系统依然会面临许多问题。传统的点定位算法注重精度，而区域定位算法则注重准确度，在很多场景下更适用。基于需求与成本考虑，我们采用了以接入点为定位基站采集RSSI值的廉价方案，并以实现准确的区域定位为目标而设计算法。本文的主要内容与贡献如下：首先，本文提出了一种基于拓扑结构的定位稳定机制。由于RSSI向量不完整等原因，传统的最近邻算法用于区域匹配准确度不高，区域匹配结果直接作为定位结果极不稳定，于是该

5、稳定机制使用时间窗口内多个定位周期的区域匹配结果，在以上一周期定位结果区域为根的定位生成树上寻找它们的最近公共祖先区域，作为本周期的定位结果。分析和实验表明，该稳定机制以约15s的定位延时为代价，将区域稳定度从约50％提高到约90％，并达到约70％的区域到达率。然后，本文设计了一种两阶段选举区域匹配算法，试图提高作为定位稳定机制基础的区域匹配算法的准确度。该算法第一阶段使用RSSI值对区域进行选举，得出待选区域集合，且信号较少时倾向于选出较多的区域，反之亦然：第二阶段在定位稳定机制得到的定位生成树上，选择这些待选区域的最近公共祖先作为本次匹配的结果。分析与实验表明，两阶段选举区

6、域匹配算法结合最近公共祖先稳定机制，相比最近邻算法，能在保持约90％区域稳定度的前提下，减小时间窗口，从而将区域到达率提高到约80％，定位延时降低到约10s。最后，本文完整实现了一个基于无线局域网的室内区域定位系统软件SWALLOW。SWALLOW使用服务器／客户端模式构建，其服务端使用模块化的设计，易于升级算法持续改进，除支持实时定位外还支持离线分析，以便使用相同的条件来比对研究不同的算法。SWALLOW作为室内区域定位的基础服务设计，可支持多用户多系统，已经逐步开始商用于资产定位系统和矿井安全系统等。关键字：无线局域网区域定位拓扑结构稳定机制区域匹配I摘要IIAbstrac

7、tABSTRACTInancienttimes，Compassandastronomicalmethodwereusedtolocate1nnavigation，andatpresent，theGlobalPositionSystemisbecomingacommonconfigurationofSmartphone．Thepositioningtechnologyhasbeenupdating．WirelessLAN(WLAN)iskindofwidelyusedcommercialwir