【正文】 關(guān)閉。 第 24 頁 共 40 頁 圖 3 Android 系統(tǒng)架構(gòu)圖 . Activity 生命周期 Android 系統(tǒng)上運行的應(yīng)用程序一般包含 一個或多個 Activity，主要由活動管理器進(jìn)行 管理， Activity 是 Android 系統(tǒng)分配和管理資 源的基本單位。整個系統(tǒng)建 立在 Dalvik 虛擬機上，應(yīng)用程序使用 Java 語 言編寫。近年來，基 于此平臺的手機市場占有率不斷提高， 加上 其良好的開放性和豐富的 API 接口， 可以很 方便地開發(fā)各種應(yīng)用程序。 第 23 頁 共 40 頁 圖 2 移動終端與服務(wù)器間的信息交互 系統(tǒng)的實現(xiàn) 客戶端設(shè)計 本系統(tǒng)客戶端采用 Android 系統(tǒng)手機 [6]。 圖 1 定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖 2 為本定位系統(tǒng)的信息交互流程圖?？蛻舳艘栏接诰唧w對象，主要負(fù)責(zé) 采集周邊 AP 的無線信號強度，并向服務(wù)端提 交信號特征， 服務(wù)器使用客戶端采集的信號特 征進(jìn)行定位計算，獲得移動終端的位置估計。 服務(wù)端 主要負(fù)責(zé)定位計算和響應(yīng)終端的定位請求。 鑒于移動終端 受到計算能力、 存儲容量和電池電量等諸多限 制，所以僅完成簡單的信號采集工作，定位計 算由定位服務(wù)端完成。 本章總結(jié) 主要介紹無線定位和物聯(lián)定位系統(tǒng)的原理、性能、特點。 （ 2） LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng)的性能指標(biāo)： 系統(tǒng)定位精度：室內(nèi) *1二維 米，室外 *1二維 米； 數(shù)據(jù)刷新率： 1Hz； 標(biāo)簽使用時間： 1000mAH 電量， 1Hz，標(biāo)簽每天工作 6 小時情況下，為一個月； 定位數(shù)據(jù)延遲： 2 秒； 擴展組網(wǎng)通信：傳感器與標(biāo)簽之間的 典型通訊距離為 60 米（視實際情況會有所不同），區(qū)域感知范圍為 60 米，一維定位長度為 60 米，二維定位面積大小為 40 米 X40 米； 單元覆蓋范圍：開闊環(huán)境 60 米； *1室內(nèi)室外均為典型環(huán)境，即沒有大型遮擋物、大面積樹木和金屬，沒有混凝土或磚墻阻隔 產(chǎn)品資料 物聯(lián)定位傳感器 WLSENSOR2022 室內(nèi)型定位傳感器。 特點與指標(biāo) （ 1） LocateSYS 物聯(lián)定位系統(tǒng)的特點為： ①定位精度高：采用時間測距、專用算法和特殊的抗干擾設(shè)計； ②多種應(yīng)用場合：定位傳感器根據(jù)配置和部署方式的不同，可以實現(xiàn)區(qū)域感 第 19 頁 共 40 頁 知、一維定位、二維定位三種不同的應(yīng)用。 針對實際的應(yīng)用， LocateSYS 通過應(yīng)用的不同環(huán)境和需求設(shè)計了滿足應(yīng)用需求和物理環(huán)境的系統(tǒng)。在建立系統(tǒng)時，需要對整體的多單元空間結(jié)構(gòu)指定參考坐標(biāo)系。 由于采用基于時間的測距技術(shù) ，確保了較高的定位精度和室內(nèi)應(yīng)用環(huán)境的可靠性，而通常這些室內(nèi)應(yīng)用極具挑戰(zhàn)性：墻壁和金屬物的反射，導(dǎo)致較強的多路徑效應(yīng)。并可對整個系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)和性能配置。其中： ①定位標(biāo)簽由電池供電，在定位傳感器信號覆蓋的范圍內(nèi)自由移動，發(fā)射和接收 CSS 射頻信號，測量與傳感器之間的距離； ②定位傳感器位置固定，能夠與標(biāo)簽進(jìn)行通訊，對標(biāo)簽進(jìn)行測距和控制。是采用基于線性調(diào)頻擴頻技術(shù)構(gòu)建的定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn) 米以內(nèi)的定位精度，這是 WIFI、 ZigBee 和 RFID 技術(shù)所不能達(dá)到的。 ② 讀卡器專利技術(shù)，擴展能力強，多頻段設(shè)計，支持以太網(wǎng)、 RS485 總線、WIFI 無線傳輸?shù)?，此外容易?GPS、 GPRS、 3G 等技術(shù)整合，實現(xiàn)無縫定位。完成人員及資產(chǎn)實施定位跟蹤。 ⑥ 根據(jù)客戶的需求生成并存儲各種數(shù)據(jù)，為后場館以及客戶管理提供參考依據(jù) 。 ④ 支持 2D/3D 定位，在 3D 模式下，定位精度達(dá)到 15cm。 ② 蜂窩狀子區(qū)域定位管理，能夠覆蓋無限空間范圍內(nèi)的人、物 。 圖 1 典型的系統(tǒng)配置結(jié)構(gòu)圖 第 16 頁 共 40 頁 圖 2 多樓層無縫定位示意圖 特點與指標(biāo) (1) 物聯(lián)（脈沖）定位系統(tǒng)的性能指標(biāo) ①最高 精度達(dá) 60cm 的實時 2D 定位，數(shù)據(jù)刷新率達(dá)到 5HZ； 一般定位精度12 米。同時定位傳感器還負(fù)責(zé)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信，回傳系統(tǒng)數(shù)據(jù)給定位軟件平臺； ③定位引擎軟件管理所有的傳感器和標(biāo)簽，獲取、分析并傳輸位置信息給用戶和其他相關(guān)信息系統(tǒng)。 本章總結(jié) 本章介紹 GPS 相關(guān)內(nèi)容以及常用的幾種距離算法 第三章無線定位系統(tǒng)和物聯(lián)定位系統(tǒng)的介紹 無線定位系統(tǒng)方案 系統(tǒng)方案 系統(tǒng)包含三部分：定位標(biāo)簽、定位傳感器和定位引擎軟件。于是分別測量并統(tǒng)計了一些藍(lán)牙點 0， 3， 6， 9 m 的信號強度值，用來輔助計算。我們檢測到的信號強度值在 263～ 230，隨著距離增大而減小 ，但不是線性變化。這種方法的一個缺陷是它要求每次實施時要測量大量的參考位置上的信號強度，并且隨著時間推移，地理環(huán)境必定會有所改變，這時又要對所有的參考位置重新進(jìn)行測量。 改進(jìn)的 TOA 算法 從可行性和精度兩個方面綜合考慮之后，我們決定采用依靠經(jīng)驗的定位方法：它同樣是基于無線電波能量來定位的，不同的是它不是根據(jù)能量衰減與距離平方的正比關(guān)系來計算距離，而是通過一個 數(shù)據(jù)庫來記錄一定數(shù)量的參考位置的信號強度，然后把待測物體檢測到的信號強度與之相比而得到待測物體的信號強度。但實際上，無線信號在空間傳播時能量的衰減是多種因素共同作用的結(jié)果，而不單單與傳播距離有關(guān)。 參與同一個定位過程的參考點之間必須保證時鐘的同步，這樣才能保證測量結(jié)果的正確性和精度。 因為藍(lán)牙信號的傳播速度很快，又考慮到各種延遲，所以為了減小測量誤差必須使用高精度的時鐘，時間單位采用 ns，這對硬件的要求過高，不實用。 定位運用的各種測量方法 第 13 頁 共 40 頁 通過傳播時間測量方法 它通過在已知傳播速度的情況下，無線電波傳播的距離與它傳播的時間成正比。 GPS 啟動時間長，在室內(nèi)是無效的，天氣不好的時候表現(xiàn)也欠佳，樓群太密集的地方也不太好用。 wifi 定位精度比 GPS 要低，受服務(wù)范圍限制，而且沒有方向、速度等數(shù)據(jù)，不能導(dǎo)航，更不能離線使用。司機也一定會很樂呵，這純粹是無成本的額外收入呀，還能享受一下 GPS。比方說采集北京，設(shè)備上一個帶 GPS 和 wifi 的 PDA 足以，然后裝到出租車上，每月給司機 200、 300 的，讓他就正常拉客人。而且他們會定期重新開車采集數(shù)據(jù)，以適應(yīng)熱點的變化。對于 Skyhook 如何知道每個 AP 的坐標(biāo)信息有兩種說法： 1. 有一種說法是靠網(wǎng)友自己搜集，然后發(fā)給 Skyhook， Skyhook 會付錢。容易理解的是，收到的 AP 信號越多，定位就會越準(zhǔn) 第 12 頁 共 40 頁 定位需要兩個先決條件 1），客戶端能上網(wǎng) 2），偵聽到的熱點的坐標(biāo)在 Skyhook 的數(shù)據(jù)庫里有 第一條不消說了，不管是 wifi 還是 edge，只要能連上 Skyhook 的服務(wù)器就行。 這樣，定位端只要偵聽一下附近都有哪些熱點，檢測一下每個熱點的信號強弱，然后把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上的 Skyhook 的服務(wù)器。即使距離此熱點比較遠(yuǎn)，無法建立連接，但還是可以偵聽到它的存在。中國也會越來越多的） 2），熱點只要通電，不管它怎么加密的，都一定會向周圍發(fā)射信號。 wifi 的利用原理 1）， wifi 熱點（也就是 AP，或者無線路由器）越來越多，在城市中更趨向于空間任何一點都能接收到至少一個 AP 的信號。 wifi 定位技術(shù) 做這項技術(shù)是由一家成立于 2022 年叫 Skyhook Wireless( SkyHook 主 頁上可以下載一個叫 Loki 的軟件，是 PC 上用的，也支持 wifi 定位，不過好像只能在 xp用。 目前對于 GPSS 單點定位的研究主要還是采用測碼偽距觀測值，因而定位精度在米級。香港理工大學(xué)比較了非差，衛(wèi)星間單差，歷元間單差，歷元衛(wèi)星間差，四種不同單點定位差分模型的定位精度和其他 指標(biāo)。武漢大學(xué)張小紅教授也對精密單點定位進(jìn)行了深入研究。動態(tài)定位時初始化時 間約為 15min，初始化后單歷元解的精度在緯度經(jīng)度和高程方向的精度均優(yōu)于 20cm,大部分解的精度優(yōu)于 10cm。武漢大學(xué)葉世榕在博士論文中利用自行研制的定位軟件進(jìn)行了試算。 NRCan 的 Heroux 等人也研究了采用非差相位進(jìn)行精密單點定位的方法。 JPL 研制了基于平方根濾波方法，采用非差觀測值的定軌、定位軟件 GIPSY。除此之外，由 CODE 研制的著名的 GPS 數(shù)據(jù)處理軟件 Bernese 在 版本中增加了用非差載波相位觀測值進(jìn)行精密單點定位的功能。試驗結(jié)果表明厘米級的定位精度是可以獲得的。（ 10～ 20） cm. 加拿大卡爾加里大學(xué)提出了精 密單點定位 P1 P2 CP 模型，該模型不像傳統(tǒng)模型那樣在碼和碼之間形成消電離層組合，而是在相位和碼之間形成消電離層組合，試驗結(jié)果證明，該模型比傳統(tǒng)模型具有更好的性能。利用非差雙頻載波相位觀測值，在經(jīng)過一段時間初始化后進(jìn)行單歷元實時動態(tài)精密單點定位。2cm(Zumberge， 1997)。它是一種利用高精度的 GPS 衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘鐘差數(shù)據(jù)以及雙頻碼和載波相位觀測值采用非差模型進(jìn)行精密單點定位的方法，其單天解的精度為：水平方向177。由于更多的衛(wèi)星資源能被使用以及由此改善的系統(tǒng)可用性，可靠性和定位精度，組合的 GPS/GLONASS 精密單點定位將具有更廣闊的應(yīng)用前景。增加系統(tǒng)的可用性和 可靠性的一個可行的辦法是組合 GPS 和 GLONASS。但 GPS 作為一種基于衛(wèi)星的定位技術(shù)，系統(tǒng)的可用性、定位結(jié)果的可靠性和精度在很大程度上取決于觀測到的衛(wèi)星的數(shù)量。 IGS 所提供的優(yōu)于 5cm 的 GPS 衛(wèi)星精密軌道和優(yōu)于 的精密衛(wèi)星鐘鐘差數(shù)據(jù)為精密單點定位技術(shù)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。而且可以得到全球一致的厘米級的定位精度。非差定位模式和其它差分模式相比具有很多優(yōu)點：可用觀測值多；保留了所有觀測信息；能直接得到測站坐標(biāo)；測站和測站之間沒有距離限制；各接收機不需同步觀測。 精密單點定位（ Precise Point Positioning,PPP）這一概念首先由美國噴氣推進(jìn)實驗室 (JPL)的 Zumberge 等人于 1997 年提出 (Zumberge， 1997) 在他們開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件 GIPSY 上給予實現(xiàn)。載波相位相對定位雖然可以達(dá)到很高的精度，但通常要受到測站間距離的限制。對 于單基準(zhǔn)站動態(tài)定位，一般要求基準(zhǔn)站和用戶站之間的 第 9 頁 共 40 頁 距離為 10 15km，定位的精度為厘米級。所謂修正法，即將基準(zhǔn)站的載波相位修正值發(fā)送給用戶，以改正用戶接收到的載波相位，再求解坐標(biāo)。它是一種實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。靜態(tài)相對定位的精度一般可以達(dá)到厘米級或毫米級。長期以來，人們在利用載波相位觀測值進(jìn)行定位方面做了大 量的卓有成效的研究工作，其中載波相位相對定位技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。在一般情況下，廣域差分 GPS 的定位精度在 1000 1500km 的范圍內(nèi)約為 1 5m。廣域差分 GPS 技術(shù)的基本思想是對 GPS 的衛(wèi)星軌道誤差、衛(wèi)星鐘差及電離層延遲等主要誤差源加以區(qū)分，并單獨對 每一個誤差源分別加以“模型化”，計算其誤差修正值，然后將計算出的每 一誤差源的數(shù)值通過數(shù)據(jù)通訊鏈傳輸給用戶，以對用戶 GPS 接收機的觀測值誤差加以改正，達(dá)到削弱這些誤差源改善用戶定位精度的目的。一般用戶站定位精度約為 1 5m。對于同一衛(wèi)星同一歷元的觀測值，基準(zhǔn)站和用戶站包含幾乎相同的誤差。局域差分 GPS 實時定位技術(shù)是由基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)通訊鏈路和用戶站組成。最主要的突破是人們提出了差分 GPS 定位技術(shù)。 本文的主要研究內(nèi)容以及各章安排 主要內(nèi)容 本文研究內(nèi)容為將具有 wifi 模塊是 android 手機作為客戶端、服務(wù)端、定位算法進(jìn)行定位確定。而文獻(xiàn)介紹的室內(nèi)定位系統(tǒng)則基于 RSSI 信號的統(tǒng)計特性，采用貝葉斯公式，通過計算目標(biāo)位置的后驗概率分布，來進(jìn)行定位 。其中由微軟開發(fā)的 RADAR 系統(tǒng)是最早的基于 WiFi 網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)。 現(xiàn)有室內(nèi)無線定位系統(tǒng)主要采用紅外、超聲波 [2] 、藍(lán) 牙、 WiFi （ Wireless Fidelity） 、 RFID（ Radio Frequency Identification）等短距離無線技術(shù)。但由于衛(wèi)星信號容易受到各種障礙物遮擋， GPS/APGS 等衛(wèi)星定位技術(shù)并不適用于室內(nèi)或高樓林立的場合，目前無線室內(nèi)定位 術(shù)迅速發(fā)展，已成為 GPS 的有力補充。 目前全球定位系統(tǒng)（ GPS ， Global Positioning System）是獲取室外環(huán)境位置信息 1 的最常用方式。 關(guān)鍵詞 : 接收信號強度；無線室內(nèi)定位；射頻指紋； Android 操作系統(tǒng) 第 3 頁 共 40 頁 Abstract This paper designs and impl