基于WiFi指纹定位系统的研究

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随着人们对基于位置服务要求的不断提高,多种类的定位技术在个人生活、社交网络及工业生产等领域中扮演着越来越重要的角色。其中基于WiFi接收信号强度的定位技术,由于它对硬件要求低且定位精度较高等优点而在定位系统的应用中得到了越来越多的认可和青睐。本文首先通过对当前主流且应用广泛的定位系统与定位技术,从研究现状和定位原理两方面的比较和讨论,揭示了无线局域网中基于接收信号强度(RSSI)的定位技术比之于其它定位技术显现出的优越性。并着重对基于RSSI指纹定位系统工作流程的两个阶段所涉及的相关理论进行了必要的分析:对如何保证离线建库阶段所采样数据的有效性进行了探讨;对在线定位阶段所涉及的核心定位算法的简单介绍。其次,本文提对基于经验型的WiFi指纹定位系统进行了研究,在具有强大数据处理和仿真分析功能的Matlab平台上,完成了对离线建库阶段指纹数据的特性分析和特征提取,直观化的展示了WiFi指纹定位系统的离线建库流程;并对实现定位系统连续定位功能的时间平均法的算法性能进行了仿真分析。然后,本文提出了基于WiFi指纹定位系统的智能楼层判别方法,并将楼层辨识方法具体分解为对用户当前所在楼层的判别和对用户楼层变化的检测两个步骤,然而楼层判别模块只有在检测到楼层变化后才会执行,因此成功地完成用户的楼层变化检测才是实现楼层辨识的关键所在。对于楼层变化检测,这里提出了两种楼层变化检测方法:分别是基于气压计的方法和利用智能终端传感器将气压计与加速度计相融合的方法。由于第一种方法不能较好的适用于不同的应用场景,所以本文系统采用融合法来实现系统的楼层变化检测功能。最后,通过具体实验环境获得的数据,进行定位正确率的分析,验证了采用智能楼层辨识方法作为辅助的WiFi指纹定位系统与未采用该方法的系统相比,系统判决率得到了显著提高,揭示了智能楼层辨识方法对提高系统性能的有效性。
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