室內(nèi)無線定位系統(tǒng)算法研究

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1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：416118714026南昌大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文室內(nèi)無線定位系統(tǒng)算法研究ResearchofIndoorWirelesspositioningsystemalgorithm何海平培養(yǎng)單位（院、系）：信息工程學(xué)院電氣與自動(dòng)化工程系指導(dǎo)教師姓名、職稱：郭杭教授專業(yè)學(xué)位種類：工程碩士專業(yè)領(lǐng)域名稱：控制工程論文答辯日期：2016年6月4日答辯委員會(huì)主席：評(píng)閱人：2016年6月4日一、學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究王作及取得的研究成果。據(jù)我

2、所知，論文中不包含其，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方外他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得唐晝么堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同志對(duì)本研巧所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名（手寫）：：＾簽字日期年《月爭日，皆－二、學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解南昌大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌大學(xué)可將學(xué)位論

3、文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可Ｗ采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)北京萬方數(shù)據(jù)股份有限公司和中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》和《中國優(yōu)秀博碩±學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)＂＂庫》中全文發(fā)表，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。；：學(xué)位論文作者簽名（手寫）：衍Ｉｆ導(dǎo)師簽名（手寫｛＞簽字日期：之年／月令日簽字日期：年八【ｋ月日一文題目說？《位豕《巧常Ｉ葦仙巧７作。Ｕ級(jí)別｜博±＾碩

4、±垃些＿＿名壞每平Ｉ學(xué)號(hào)院／系／所信Ｉ．雌，等咸專業(yè)Ｉ巧如王轉(zhuǎn)Ｅ＿ｍａｉｌ備注：＂保密＂，年月后公井＾公開□保密（向校學(xué)位辦申請(qǐng)獲批準(zhǔn)為摘要摘要隨著科技的不斷進(jìn)步，尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，導(dǎo)航與定位逐漸地成為了人們關(guān)注的熱門話題，基于位置的服務(wù)成為一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)。GPS定位應(yīng)用在室外具有良好的效果，然而在室內(nèi)環(huán)境下GPS信號(hào)較弱甚至根本沒有信號(hào)，因此定位效果差甚至無法進(jìn)行定位。所以室內(nèi)環(huán)境下的定位成為定位領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。而無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種新型的室內(nèi)定位技術(shù)解決方案，吸引了

5、國內(nèi)外許多專家和學(xué)者進(jìn)行研究。本文對(duì)ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)和UWB無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究。在介紹了課題研究的意義和研究背景的前提下，詳細(xì)地分析了常見的幾種無線定位技術(shù)，并進(jìn)行對(duì)比，分析了ZigBee技術(shù)和UWB技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，但是復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境制約了ZigBee室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位精度，本文的目標(biāo)就是在不增加另外的硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，提出新的定位方法進(jìn)行研究。另外本文也研究了UWB定位方法。通過近兩年研究后，本文提出了采用6個(gè)ZigBee參考節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位，并利用卡爾曼濾波和高斯濾波處理原始數(shù)據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)可得，在指紋數(shù)據(jù)庫

6、定位方法中的建立指紋數(shù)據(jù)庫階段和在線定位階段采用卡爾曼濾波和高斯濾波處理原始數(shù)據(jù)，然后分別利用最鄰近定位算法、加權(quán)最鄰近定位算法、貝葉斯定位算法進(jìn)行定位解算，最終發(fā)現(xiàn)采用卡爾曼濾波和高斯濾波后系統(tǒng)的平均定位精度有了一定的提高。然后提出了基于模糊聚類的加權(quán)最鄰近定位算法并運(yùn)用在ZigBee定位系統(tǒng)上，在最優(yōu)的情況下，系統(tǒng)的定位精度達(dá)到了1.47m。本文提出了基于粒子群優(yōu)化算法的路徑損耗模型估計(jì)方法并用在ZigBee定位系統(tǒng)上，在最優(yōu)的情況下，系統(tǒng)的平均定位誤差達(dá)到3.13m。另外本文研究了UWB定位系統(tǒng)，利用UWB定

7、位系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到定位結(jié)果，分析表明平均定位精度達(dá)到0.245m。關(guān)鍵詞：ZigBee無線傳感技術(shù)；UWB無線傳感技術(shù)；卡爾曼濾波；高斯濾波；多參考節(jié)點(diǎn)；模糊聚類；粒子群優(yōu)化；IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,especiallytherapiddevelopmentofmobileInternet,indoornavigationandpositioninghasbecomeahottopic,andlocationb

8、asedservicebecomeasunriseindustry.GPSapplicationinoutdoorhasagoodeffect,however,GPSsignalintheindoorenvironmentisweakornotatall,sothepositioningeffectispoorevenunabletolocate.There