基于无线网络的室内定位系统设计文献综述

 2022-01-26 21:53:38

全文总字数:3190字

课题名称 :基于无线网络的室内定位系统设计

  1. 引言
  2. 近年来,各种无线通信和网络技术层出不穷。3G、4G无线 蜂窝网络,无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN),无线传感器网络(Wireless Sensor Network,Wsn)、蓝牙技术的不断扩大和深入,位置感知计算(Location-aware Computing)、基于位置的服务(LBS,Location-based services)显得越来越重要。全球定位系统(GPS,Global Positioning System )是应用比较成功的定位技术,它通过GPS接收器测量5-24个卫星信号的到达时间差估算位置,可以提供接近全球的定位覆盖范围。但是GPS在室内和高楼密布的城市由于感测不到卫星信号而无法定位,室内环境以往最普遍的定位技术主要是基于移动终端定位技术,该技术应用于物流仓储对货物的快速定位、停车场的车位管理矿井的人员以及医院人员和仪器的快速定位等等。
  3. 主题

基于移动终端定位技术通过预先部署的传感器及其传输网络,感知进入特定区域的物体,从而完成定位。多个已知位置的基站发射信号,所发射信号携带有与基站位置有关的特征信息,当移动终端接收到这些信号后,确定其与各基站的几何位置关系,并根据相关算法对其自身位置进行定位估算,从而得到自身的位置信息。

这种定位技术可得到较高的定位精度但其致命的缺陷是需要手机参与定位参数的测量并进行坐标位置的计算,这就要求必须对手机和网络的软硬件加以改造或升级。目前一般的做法是在手机里集成GPS接收器,但会带来诸如手机体积增大、能耗过大成本高等问题 。故如何充分利用无线网络的定位能力,经济、有效的实现对移动终端的定位成为各种定位技术所面临的一个主要问题。

目前国内的相关研究如下:

浙江大学的李振宇针对家庭环境背景下的室内人体定位问题进行研究,首先使用可穿戴的惯性测量单元( inertial measurement unit,IMU) 采集运动数据,运用改进的PDR 算法推导出人的运动模型;再利用室内环境中红外传感器网络的观测数据并融合室内地图信息,来辅助减小定位跟踪过程中的中间误差以达到更高的定位精度,最后使用粒子滤波算法融合上述两个数据源实现整个定位过程。[1]

电子科技大学的梁元诚,对现有室内定位技术与定位算法进行全面总结和比较的基础上,提出了一个基于三层系统架构的室内定位系统结构,规范了各层之间的接口,挺高了系统的可扩展性;提出了一种基于区域划分和路径优先的室内无线局域网定位算法,算法通过计算构建信号覆盖图,最大限度地减少了系统部署的工作量,使系统具有很高的实用价值。[2]

大连理工大学的李同松对ZigBee技术和Z-Start协议栈进行了研究。实现了一个无线传感器定位系统,包括硬件平台、以Z-Start协议栈为基础的定位节点程序和PC监测软件三部分。【3】

目前国外的相关研究如下:

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