物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)論文-基于wifi的室內(nèi)指紋定位技術(shù)(編輯修改稿)
2025-07-10 06:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，這些都會導(dǎo)致信號強度 RSSI值波動?，F(xiàn)在很多算法并未考慮多房間或多樓層的定位環(huán)境，在這樣的環(huán)境下，數(shù)據(jù)庫中的指紋數(shù)據(jù)量勢必增加，如果我們在定位階段與每個位置指紋進行逐個匹配的話，會延長定位時間。基于這些不利因素，在算法中我們必須考慮對 RSSI 值的有效過濾和對數(shù)據(jù)庫中的位置指紋數(shù)據(jù)進行快速篩選的方法來改進定位算法，從而達到提高定位精確度以及定位實時性的目的。 二、 基于 W I F I 的室內(nèi) 指紋定位技術(shù) （ 1） WIFI 無線通信技術(shù) 1. WIFI基本概念及技術(shù)標準 WIFI 全稱 Wireless Fidelity，意思是無線保真技術(shù)。 WIFI 也可叫作無線寬帶，它是一種可以支持用戶在數(shù)百米范圍接入互聯(lián)網(wǎng)的無線傳輸技術(shù)。它最初只是特指 IEEE802． 11b 這一標準，但隨著無線局域網(wǎng)技術(shù)的進一步發(fā)展， IEEE 802． 119等標準相 5 繼出現(xiàn)，現(xiàn)在 WIFI已經(jīng)成為 IEEE 802． 11 這個標準的統(tǒng)稱，同時人們已習慣性把無線局域網(wǎng) WLAN稱為 WIFI。 WIFI的使用門檻相對較低，只要在機場、圖書館、酒店、快餐店等人員較密集的地方設(shè)置 “ 熱點(AP， AcCess Poillt)” ，然后通過高速線路將因特網(wǎng)接入這些場所，支持無線局域網(wǎng)連接的智能手機或筆記木電腦到了該區(qū)域內(nèi)，就可以檢測到由熱點 (AP)發(fā)射的 WIFI信號從而接入因特網(wǎng)。 WIFI網(wǎng)絡(luò)因無需耗費大量人力和物力來進行繁瑣的網(wǎng)絡(luò)布線而受到廣大網(wǎng)民的親睞。 WIFI 的第一個標準 是在 1997 年 6 月被推出的，其中定義了物理層和介質(zhì)訪問控制層，物理層以 2Mbi t／ s 的數(shù)據(jù)傳輸速率工作在免費的 2． 4GHZ的 ISM頻段上，凡是遵守這個標準的操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在無線局域網(wǎng)上都可以順暢運行。為了支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和質(zhì)量，隨后 IEEE 又相繼制定了 802． 11b、 802． 11a、802． 11 802． 1 802． 1lac／ 802． 1lad 等一系列標準。 網(wǎng)絡(luò)的組成及拓撲結(jié)構(gòu) 一個完整的 WIFI 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由站、無線介質(zhì)、無線接入點、分布式系統(tǒng)組成，如下圖 2． 1所示： 站 (Station， STA)： WIFI 網(wǎng)絡(luò)中最基本的組成單元，它由終端 6 設(shè)備、無線網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)絡(luò)軟件組成。如帶無線網(wǎng)卡的筆記本電腦、支持無線網(wǎng)功能的智能手機等均屬于站。無線介質(zhì) (WirelesS Medium，WM)：在這里指的是空氣?？諝馐菬o線電波和紅外線傳播的良好介質(zhì)，因此成為站與接入點之間、站與站之問的無線通信介質(zhì)。無線接入點(hccesS Point， AP)：它是 WIFI 網(wǎng)絡(luò)的核心組件，其作用等同于蜂窩網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的基站。無線接入點可以看作是一個特殊的站，位置通常固定在基本服務(wù)區(qū)的中心。其基本功能有：完成同一個基本服務(wù)區(qū)(BaseServi ce Area， BSA)中的不同 站間的相互通信以及其它非 AP站對分布式系統(tǒng)的訪問：在一個 WIFI 小區(qū)內(nèi)負責控制和管理其它非AP站；作為橋接點實現(xiàn) WIFI 網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)之間的連接。分布式系統(tǒng) (Di stribution System， DS)：它作為 WIFI 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信系統(tǒng)而存在。分布式系統(tǒng)能夠解決單個 WIFI基本服務(wù)區(qū) BSA 覆蓋范圍有限的問題，實現(xiàn)多個基本服務(wù)區(qū)的連接，從而形成一個擴展業(yè)務(wù)區(qū) (Extended Servi ce Area， ESA)，如下圖2— 2 所示。 WIFI 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)可歸結(jié)為兩個基本 類：無中心拓撲和有中心拓撲舊 “ 。自組網(wǎng)拓撲 (Ad— Hoc)是一種無中心拓撲結(jié)構(gòu)，它至少需 7 要兩個站，這是一種自發(fā)式單區(qū)網(wǎng)，各站之間的關(guān)系是對等、分布式的或無中心的，如下圖 2～ 3所示。當 WIFI 網(wǎng)絡(luò)采用這種無中心拓撲結(jié)構(gòu)時，公用信道被各站點競爭使用，站點數(shù)太多時信道競爭就會使網(wǎng)絡(luò)性能受到限制，導(dǎo)致這種拓撲結(jié)構(gòu)只適合于小規(guī)模的 WIFI網(wǎng)絡(luò)。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)拓撲 (Infrastructure)是一種有中心的拓撲結(jié)構(gòu)，它至少要一個 AP，如下圖 2— 4所示。 AP 是 BSA 的控制中心，在該控制中心的管理下網(wǎng)絡(luò)中的各個站之間進行相互通 信。在一個基本服務(wù)區(qū) BSA中，一個站要與其他站進行通信，必須經(jīng)過從源站點到 AP 和 AP到目的站點的兩跳轉(zhuǎn)接過程。基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)比自組網(wǎng)拓撲具有更大的通信距離和更高的網(wǎng)絡(luò)吞吐性能，是現(xiàn)實生活中使用較普遍的一種 WIFI 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。 室內(nèi)無線定位技術(shù) 三、 室 內(nèi)無線定位技術(shù) （ 1） 室內(nèi)無線定位技術(shù)的分類 室內(nèi)定位技術(shù)有多種分類方法，其中按照信號測量技術(shù)不同的分類較為主流：它可以分為基于到達時間 (Time of Arrival， TOA)測量的定位、基于到達時間差 (TimeDifference of Arrival， TDOA)測量 8 的定位、基于到達角度 (Arrival of Angle， AOA)測量的定位以及基于接收信號強度 (Received Signal Strength Indication， RSSI)測量的定位。 ／ TDOA 定位 OA和 TDOA兩種定位方法可以統(tǒng)稱為三角測量法。
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