基于ZigBee技术的室内定位方法优化研究

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1、分类号：密级：UDC：学号：406107512060南昌大学硕士研究生学位论文基于ZigBee技术的室内定位方法优化研究TheResearchonOptimizationMethodofIndoorPositioningbasedonZigBeetechnology方爽培养单位（院、系）：信息工程学院电气与自动化工程系指导教师名称、职称：郭杭教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：控制理论与控制工程论文答辩日期：年月日答辩委员会主席：评阅人：年月日学位论文独创性声明一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取

2、得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）：签字日期：年月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫

3、描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：签字日期：年月日签字日期：年月日论文题目姓名学号论文级别博士□硕士院/系/所专业联系电话E_mail通信地址(邮编)：备注：□公开□保密（向校学位办申请获批准为“保密”，年月后公开）摘要摘要随着时代的发展，特别是伴随着移动互联网的高速发展，导航与定位越来越

4、受到人们的关注，同时与位置有关的服务成为了当前的一个热门产业。定位技术包含有室内外这两个方面。对于室外获取地理位置信息，全球卫星定位系统（GPS）和网络辅助全球卫星定位系统(A-GPS)以其高定位精度为人们所熟知，并且在目前来说已经是比较成熟的室外定位技术；然而在室内环境下，室内定位技术在目前来讲还并不很成熟，所以寻找一种有效的定位技术方案成为了目前定位服务领域的一个研究关键。随着无线传感器网络技术的出现，特别是作为一种新型的短距离无线传感器网络技术的ZigBee，正作为室内定位的一种行之有效的解决方案为越来越多的人去探索和研究。基于ZigBee的

5、独特优势，本文选取的室内定位的研究方案是基于ZigBee的无线传感器网络技术。在阐述了研究的意义和背景的前提下，详细介绍了无线定位技术，然后与其他无线定位技术比较，ZigBee无线传感器网络技术有其优越的条件来作为室内定位系统搭建的技术基础。然而，室内环境的复杂性制约了ZigBee室内定位精度的提高，本文旨在不额外增加硬件条件的基础上，使用基于RSSI的指纹数据库室内定位方法对ZigBee室内定位精度进行优化，并且提出了可行性方案，即对信号源的处理和定位算法。通过对室内环境复杂环境的研究，本文提出了在对移动节点接收到的信号源进行滤波处理，包括Kal

6、man滤波和高斯滤波这两种方式。通过实验可以得出，在最优的情况下，在指纹数据库定位方法中的两个阶段使用Kalman滤波方式对信号源进行处理，使用最邻近定位算法进行定位计算，最终将定位误差抑制在1.86m以内，比未做滤波处理的结果提高了0.1m，一定程度上提高了定位精度。在基于对常规定位算法研究的基础上，本文提出了三种新的室内定位算法，分别为虚拟空间划分的室内指纹库定位算法、一种加权距离室内指纹库定位算法、模糊聚类室内定位算法。在最优的情况下，虚拟空间划分的室内指纹库定位算法可以将定位误差抑制在1.50m以内，加权距离室内指纹库定位算法可以I摘要将定

7、位误差抑制在1.57m以内，模糊聚类室内定位算法可以将定位误差抑制在1.47m以内，都在一定程度上使定位精度得到优化。关键词：ZigBee无线传感器网络技术；Kalman滤波；高斯滤波；虚拟空间划分；加权距离；模糊聚类IIABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofthegoing,especiallywiththerapiddevelopmentofmobileInternet,navigationandpositioningattractmoreandmorepeople'sattention,whiletheloc

8、ationoftheservicehasbecomeapopularindustrycurrently.Therearei