基于ZigBee的室內(nèi)定位算法研究及優(yōu)化.pdf

1、近幾年來(lái)隨著智能移動(dòng)終端的普及，人們對(duì)定位導(dǎo)航的需求日益強(qiáng)烈，特別是在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，如機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、倉(cāng)庫(kù)、超市、圖書(shū)館、地下停車場(chǎng)、礦井等環(huán)境中，常常需要確定移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)備及物品在室內(nèi)的位置信息。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于其低功耗、低成本的特性成為室內(nèi)定位的重要技術(shù)之一。
　　本文首先介紹了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu);其次，介紹幾種現(xiàn)有的定位系統(tǒng)及定位算法，著重研究了基于RSSI的指紋定位算法?；谥讣y的

2、定位算法由于事先建立數(shù)據(jù)庫(kù)，一定程度上消除了室內(nèi)環(huán)境多變帶來(lái)的影響，能達(dá)到較高的精度。最后在基于RSSI的指紋定位算法上做了一些改進(jìn)。在校準(zhǔn)階段對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行了概率與均值過(guò)濾，減少了計(jì)算量并排除了不正確的定位數(shù)據(jù);在定位階段，對(duì)輸入原始信號(hào)進(jìn)行了Kalman濾波，消除了信號(hào)的波動(dòng);此外，對(duì)求解近鄰和定位結(jié)果確定各步驟中現(xiàn)有算法進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，提高了算法在本系統(tǒng)中的定位精度。為了驗(yàn)證改進(jìn)的定位算法有效性及可靠性，在室內(nèi)搭建了基于ZigBee

3、的定位系統(tǒng)，并針對(duì)定位系統(tǒng)的實(shí)際需求對(duì)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部代碼結(jié)構(gòu)做了適當(dāng)?shù)男薷?，使其在不影響原有功能的情況下較好地用于定位。給出了改進(jìn)算法與原算法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較及定位實(shí)驗(yàn)的效果圖，并對(duì)定位的誤差大小進(jìn)行了統(tǒng)計(jì);最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)性能及產(chǎn)生定位誤差的原因進(jìn)行解釋，并對(duì)相應(yīng)的產(chǎn)生定位誤差原因提出了初步的解決方法構(gòu)想。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，本文設(shè)計(jì)的定位算法實(shí)現(xiàn)的定位精度誤差比傳統(tǒng)的指紋定位算法有較大提高。通過(guò)定位實(shí)驗(yàn)測(cè)試