android 室内定位毕业设计,关于毕业设计:毕业设计之-wifi指纹室内定位系统

简介

明天来介绍一下室内定位相干的原理以及实现办法;

WIFI全称WirelessFidelity，在中文里又称作“口头热点”，是Wi-Fi联盟制造商的商标做为产品的品牌认证，是一个创立于IEEE 802.11规范的无线局域网技术。基于两套零碎的密切相关，也常有人把Wi-Fi当做IEEE 802.11规范的同义术语。“Wi-Fi”常被写成“WiFi”或“Wifi”，然而它们并没有被Wi-Fi联盟认可。它的最大长处就是传输速度较高，能够达到11Mbps，另外它的无效间隔也很长，同时也与已有的各种802.11 DSSS设施兼容。

wifi定位的实质实际上是基站式定位, 是依附wifi AP以本身为核心, 向外辐射逐步瘦弱的指纹来进行定位的.

wifi定位背景和意义

GPS难以解决室内环境下的一些定位问题，大部分室内环境下都存在WiFi，因而利用WiFi进行定位无需额定部署硬件设施，是一个十分节省成本的办法。然而WiFi并不是专门为定位而设计的，传统的基于工夫和角度的定位办法并不适用于WiFi。近十年来，在室内WiFi场景下的定位中，地位指纹法被宽泛钻研和采纳。本文对WiFi地位指纹法进行综述，提出了这个畛域面临的挑战，介绍最新的钻研，以及提供一些理论的领导。

基本原理

什么是wifi指纹

“地位指纹”把理论环境中的地位和某种“指纹”分割起来，一个地位对应一个独特的指纹。这个指纹能够是单维或多维的，比方待定位设施在接管或者发送信息，那么指纹能够是这个信息或信号的一个特色或多个特色(最常见的是信号强度)。如果待定位设施是在发送信号，由一些固定的接管设施感知待定位设施的信号或信息而后给它定位，这种形式经常叫做近程定位或者网络定位。如果是待定位设施接管一些固定的发送设施的信号或信息，而后依据这些检测到的特色来预计本身的地位，这种形式可称为本身定位。待定位挪动设施兴许会把它检测到的特色传播给网络中的服务器节点，服务器能够利用它所能取得的所有信息来预计挪动设施的地位(翻译存疑…)，这种形式可称为混合定位。在所有的这些形式中，都须要把感知到的信号特色拿去匹配一个数据库中的信号特色，这个过程能够看作一个模式识别的问题。

wifi指纹由什么组成

地位指纹能够是多种类型的，任何“地位独特”的(对辨别地位有帮忙的)特色都能被用来做为一个地位指纹。比方某个地位上通信信号的多径构造、某个地位上是否能检测到接入点或基站、某个地位上检测到的来自基站信号的RSS(接管信号强度)、某个地位上通信时信号的往返工夫或提早，这些都能作为一个地位指纹，或者也能够将其组合起来作为地位指纹。

wifi指纹定位实现办法

wifi定位办法基本上能够分为两大类：

不基于RSSI

TOA(time ofarrival)

TDOA(time difference of arrival)

AOA(angle of arrival)

基于RSSI

在智能手机上，能够通过零碎SDK获取到四周各个AP(Access Point)发送的信号强度RSSI及AP地址，利用RSSI来定位目前看来是最可行的办法，因而上面着重介绍,基于RSSI定位次要有两个算法:三角定位算法,指纹算法。

定位算法

随机办法

将测试点(Test Point, TP)的预测地位设为任一参考点(Reference Point，RP)的地位。

KNN办法

KNN办法的次要思路是：找出与TP的WiFi指纹类似度最高的K个RP，而后均匀这K个RP对应的地位，最终失去TP的地位。

Prob办法

Prob办法的次要思路是：通过贝叶斯公式，计算TP呈现在每个RP上的后验概率，取k个概率最大的RP，而后均匀这K个RP对应的地位，最终失去TP的地位。

Stg办法

Stg办法是KNN办法的一种改良办法，它通过TP的k个信号最强的信号接入点来筛选RP，而后再利用KNN办法。

Gk办法

GK办法的次要思路是通过高斯核密度估计器(Gaussian Kernel Density Estimator，GKDE)计算每个指纹地位的绝对过饱和度的可能性，并通过均匀与最高似然值对应的地位来确定TP的地位。

基于无线信号的三边(三角定位)

这个办法来自于传统的定位办法，相似GPS，如果咱们可能取得咱们待定位点绝对于其它基站的间隔或者角度，通过交会列多元方程组求解的办法能够求出咱们所在的地位，当然了，理论状况中往往不是求解刚好够定位的方程组，而是用多余的观测值而后利用最小二乘预计办法来预计地位。以下图为例，对于三个基站，咱们如果可能取得信号发射和承受的时间差，那么就能够通过时间差和光速流传来求取间隔从而取得定位。

然而，对于一般的WiFi,蓝牙信号，要想求出从信号发射到信号接管之间的时间差，根本是不可能的。因为你要放弃两边的工夫同步，能力通过发射工夫和接管工夫来求取时间差，思考到c光速的微小，时间差一点点间隔就能差十分远。所以根本不可能通过时间差的办法来进行定位。

那么室内定位外面的三边定位是怎么实现的呢？

咱们晓得，只要求取以后指标和各个基站的间隔，就能求解指标地位。而这个间隔既然不能通过工夫和光速之积来取得，咱们能够通过另一个办法来取得，那就是信号衰减模型，如下图所示，咱们晓得在离线状态下，无线信号强度在空间中流传随着间隔衰减！ 而这个无线信号强度对于手机上的接收器来说是可测的！那么依据测试到的信号强度，是不是能够依据下图的衰减模型(公式)来反推出间隔呢，那么这样不就又能够用三边定位了。

地图绘制

数据采集点地位

AP点地位

测试后果

最初

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