基于RSSI的WiFi室內(nèi)定位算法研究與實(shí)現(xiàn)

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1、分類號(hào)：：密級(jí)ＵＤＣ：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文基于ＲＳＳＩ的ＷｉＦｉ室內(nèi)定位算法研究與實(shí)現(xiàn)碩士研究生：曾明芳指導(dǎo)教師：孟浩教授學(xué)科、專業(yè)：控制科學(xué)與工程論文主審人：陸軍教授哈爾濱工程大學(xué)２０１７年１２月分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文基于RSSI的WiFi室內(nèi)定位算法研究與實(shí)現(xiàn)碩士研究生：曾明芳指導(dǎo)教師：孟浩教授學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：控制科學(xué)與工程所在單位：自動(dòng)化學(xué)院論文提交日期：2017年12月論文答辯日期：2018年3月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertati

2、onfortheDegreeofM.EngResearchandImplementationofWiFiIndoorLocationAlgorithmBasedonRSSICandidate:ZengMingfangSupervisor:AssociateProf.MengHaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlScienceandEngineeringDateofSubmission:Dec,2017DateofOralExamination:Mar,2018University:Ha

3、rbinEngineeringUniversity摘要隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)基于室內(nèi)位置服務(wù)的需求越來越多。而在室內(nèi)定位技術(shù)中，WiFi定位技術(shù)因其實(shí)現(xiàn)簡單，擴(kuò)展性強(qiáng)，成本低等優(yōu)勢近些年發(fā)展迅速，因此，本文重點(diǎn)研究WiFi定位技術(shù)。當(dāng)利用WiFi進(jìn)行定位時(shí)，可以選擇的定位特征有很多種，本文的研究是選取接收信號(hào)強(qiáng)度RSSI作為定位特征，因其不需要特殊的硬件設(shè)備來獲取，便于應(yīng)用推廣。本文研究主要包括以下幾個(gè)方面：首先，對(duì)移動(dòng)終端設(shè)備如何獲取WiFi信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行了研究，并在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)環(huán)境下都分析了獲取的RSSI變化特性。其次，針對(duì)WiFi信號(hào)在傳播過程中易受環(huán)境干擾，造成

4、定位精度不準(zhǔn)確。本文提出一種加權(quán)中值-高斯濾波法對(duì)RSSI進(jìn)行預(yù)處理，相比利用單一濾波法處理，該方法處理效果更好。隨后分別利用基于RSSI測距和基于RSSI非測距兩種定位方法展開實(shí)驗(yàn)，也即是模型法和位置指紋法。介紹了三種信號(hào)傳播路徑損耗模型及三種基于RSSI測距的定位算法，并利用對(duì)數(shù)距離損耗模型結(jié)合三邊定位算法在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn)。在位置指紋法的匹配定位階段，研究了k最近鄰法、加權(quán)k最近鄰法以及貝葉斯定位算法，基于這三種匹配定位算法在實(shí)際環(huán)境中都進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn)，將得到的定位結(jié)果數(shù)據(jù)也展開了分析和比較。最后，針對(duì)上述算法研究中存在的對(duì)信號(hào)傳播路徑損耗模型依賴大，定位結(jié)果不

5、夠精確，建立位置指紋庫工作量較大等問題。本文進(jìn)一步開展了對(duì)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的WiFi室內(nèi)定位算法研究，主要是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開展，這種方法具有相對(duì)較強(qiáng)大的非線性映射能力和自組織訓(xùn)練能力。并提出了一種基于LM的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位算法，為了驗(yàn)證算法的定位性能，在圖書館中開展了定位實(shí)驗(yàn)，其定位結(jié)果數(shù)據(jù)證實(shí)了提出的這種算法具有有效性和適用性。關(guān)鍵詞：WiFi室內(nèi)定位；RSSI；模型法；位置指紋法；神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,thedemandforindoorlocationse

6、rviceismoreandmore.Inindoorlocationtechnology,WiFipositioningtechnologyhasbeendevelopingrapidlyinrecentyearsbecauseofitssimpleimplementation,strongexpansibilityandlowcost.Therefore,thispaperfocusesonWiFilocationtechnology.WhenWiFiisusedtolocate,therearemanykindsoflocationcharacteristicstha

7、tcanbechosen.Inthispaper,wechoosethereceivedsignalstrengthRSSIasthelocationfeature,becauseitdoesnotneedspecialhardwaredevicestoobtain,andiseasytoapplyandpopularize.Thispapermainlyincludesthefollowingaspects:Firstly,theresearchonhowtoobtaintheWiFisignalintensit