基于到達(dá)相位測距的室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對物品以及人員的定位和導(dǎo)航需求日益增大，尤其是在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)無法覆蓋的室內(nèi)環(huán)境。因此如何確定物品和人員的位置就成了提供位置相關(guān)服務(wù)的關(guān)鍵問題。
　　針對現(xiàn)有室內(nèi)定位系統(tǒng)的成本高、精度低、不易監(jiān)控等缺點(diǎn)，論文研究并實(shí)現(xiàn)了一種基于到達(dá)相位(POA，phase of arrival)技術(shù)的無線室內(nèi)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)。POA技術(shù)成本低，功耗小，精度高，支持天線分集，實(shí)現(xiàn)的定位系統(tǒng)具

2、有突出的應(yīng)用潛力。論文對POA技術(shù)原理和硬件進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了底層、上位機(jī)、服務(wù)器三層系統(tǒng)，改進(jìn)了測距和定位的算法，并對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測試。
　　論文的主要工作:
　　(1)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)由底層、上位機(jī)、服務(wù)器三層組成的基于到達(dá)相位測距的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)。底層采用Atmel公司的AT86RF233實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的相位差測距，底層設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)管理和地址輪詢測距軟件，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與多錨節(jié)點(diǎn)循環(huán)測距。上位機(jī)通過VisualStudio平臺采

3、用C＃語言開發(fā)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)解析、定位計(jì)算、實(shí)時(shí)地圖顯示、日志記錄等功能，定位計(jì)算采用改進(jìn)的基于質(zhì)心定位的三邊定位算法。服務(wù)器軟件采用HTTP通信協(xié)議，通過B/S架構(gòu)的Bootstrap前端開發(fā)框架和ThinkPHP后端開發(fā)框架，實(shí)現(xiàn)對上位機(jī)定位結(jié)果的接收和瀏覽器實(shí)時(shí)顯示。
　　(2)優(yōu)化POA測距數(shù)據(jù)和改進(jìn)定位算法。通過引入DQF（距離質(zhì)量因子）進(jìn)行加權(quán)，添加自適應(yīng)限幅規(guī)則限制較大波動(dòng)，在不影響測距結(jié)果實(shí)時(shí)性的前提下對其進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)

4、計(jì)實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)限幅加權(quán)濾波器。應(yīng)用WMMSE（加權(quán)最小均方誤差）改進(jìn)了質(zhì)心定位算法中的定位點(diǎn)確定方式，提升了定位算法適應(yīng)性。
　　(3)測試了系統(tǒng)在不同環(huán)境下的性能。分別針對系統(tǒng)的定位精度、測量范圍、抗多徑能力、實(shí)時(shí)性進(jìn)行了測試。室外遠(yuǎn)距離定點(diǎn)測距實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)系統(tǒng)的測距精度和測量范圍。室內(nèi)外多定點(diǎn)測距對比實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)系統(tǒng)的抗多徑性能。室內(nèi)長直走道步行測距實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)系統(tǒng)的測距跟蹤能力。小型地下停車場定點(diǎn)定位實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)系統(tǒng)的定位精度和穩(wěn)定性。小型