基于WIFI的室内定位技术

《无线定位技术》课程报告基于WIFI的室内定位技术

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2015年11月

目录

1背景 (1)

2室内定位技术相关理论 (3)

2.1定位技术简介 (3)

2.2定位测距原理 (4)

2.3WiFi基础知识 (6)

3基于RSSI的室内定位技术 (8)

3.1RSSI定位技术分类 (8)

3.2典型的室内传播模型 (9)

3.2.1线性距离路径损耗模型 (9)

3.2.2对数距离路径损耗模型 (9)

3.2.3衰减因子模型 (10)

3.2.4MK模型 (11)

3.3基于模型的定位算法 (11)

3.3.1三边测量法 (11)

3.3.2双曲线定位法 (12)

3.3.3最小二乘法 (13)

4总结 (15)

参考文献 (16)

基于WIFI的室内定位技术研究

1背景

时间和空间是人们生活、生产的基本要素，人们的一切活动都离不开时间和空间。随着无线通信技术的发展和人们生活水平的提高，基于位置的服务（Location-Based Service，LBS）需求量不断增长，发展迅速，受到大家的广泛关注，并且在社交网络、广告服务、旅游、购物、公共安全服务等诸多领域得到广泛应用[1]。

根据定位环境的不同，无线定位技术大致可分为室外定位和室内定位两大类。以美国的全球定位系统（Global Positioning System, GPS）为代表的全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS），室外定位技术已经相当成熟，可靠性好、精度高，给室外定位带来了极大的便利，并且在军事、交通、测绘、环境监测等领域得到广泛应用。然而人们日常生活的大部分时间都在室内活动，人们已经不再满足于只能在室外享有基于位置的信息服务，室内定位的需求变得日益强烈。卫星信号不能穿透建筑物，并且在障碍物遮挡较为严重的情况下，卫星定位系统无法给出可靠的定位结果甚至无法定位。因此，全球导航卫星系统不能满足人们室内定位的需求，于是室内定位技术应运而生。

目前室内定位技术主要有光跟踪定位技术、A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术和WiFi技术等。光跟踪定位技术要求探测器和跟踪目标之间可视，这使得光跟踪技术的应用受到很多限制。A-GPS定位技术通过延长每个码的延迟时间来提高信号的灵敏度，需要通过相关机搜索延迟码，需要在手机内集成GPS接收机，这就决定了A-GPS定位技术使用范围的局限性[2]。超声波定位目前大多数采用反射式测距法，定位精度可达厘米级，精度较高，但容易受到反射、透射、绕射等多径效应的影响，且成本较高[3]。蓝牙技术所需的设备体积小，易于集成在PDA、PC以及手机中，但它在复杂的环境中稳定性差，覆盖范围小。WiFi技术是一种新型的信息获取技术，具有覆盖范围广、传输速度快、成本较

低、易于安装、稳定性高等特点，各大媒体争先报道，有的甚至称WiFi将是室内定位的最佳选择[4,5]。

现在的笔记本电脑、PDA和智能手机等移动设备都支持WiFi介入技术，而且WiFi网络的接入点分布于餐厅、宾馆、机场、学校、医院和个人家庭等各种不同的场所。在日常生活中，可以说WiFi无处不在。因此，将WiFi技术应用于定位领域，具有很好的发展前景。

2室内定位技术相关理论

2.1定位技术简介

定位技术是指在某环境下确定某一时刻待定位移动终端在某种参考坐标系的中的具体位置[6]。目前最流行的就是GNSS，但其需要在相对地域较为空旷、高层的建筑不多的地方才能精准定位，室内定位目前无法使用。室内定位技术就是指在室内环境下确定某一时刻移动终端在某种参考坐标系中的具体位置。在室内环境下，大多都采用无线局域网（WLAN）来估计接收终端的位置，无线局域网中的接入点（Access Point，AP）类似无线通信网络中的基站，在定位中发挥主要作用。几乎所有的无线局域网都使用射频信号（Radio Frequency）来进行通信，因为无线电波能够穿透大部分的室内墙壁以及障碍物，所以WiFi可以提供更大的覆盖范围，给定位带来便捷。

室内定位可以分成基站型（Network Based）和移动终端型（Mobile Terminal Based）两大类。基站型是由各个基站接收移动终端上传的信号，利用接收到的信号进行定位；移动终端型是由移动终端利用各个基站下传的信号做定位运算。其中上传和下传的信号可分为接收的信号强度（Received Signal Strength Indication，RSSI）、信号到达的角度（Angle of Arrival，AOA）、信号到达的时间（Time of Arrival，TOA）以及不同信号到达的时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）等。整个定位的流程图2-1所示。

2.2定位测距原理

定位技术根据定位过程中采取方法的不同分为基于传播过程的定位方法和基于其他辅助终端的定位方法[7]，这里主要介绍基于传播过程的定位方法。

1）基于信号传播时间（Time of Arrival，TOA）

TOA方法[8]主要测量无线信号在AP和移动终端之间的单程传播时间或者收发一次的来回传播时间[1]。前种方法要求AP或移动终端能够记录信号发出的准确时间，并且对收终端的钟有着十分高的要求，这样才能保证记录时间的准确性；而后者不要求两个终端时间同步，是一种十分常见的测量传播时间的方法，但同样对时钟的精确度有着十分高的要求。

设无线电波从AP1传播到移动终端所需时间为t，其传播速度为c，那么移动终端必位于以AP1位置为圆心，*t c为半径的圆上。同理在AP2、AP3上进行相同的计算，在理想情况下，三个圆交汇于一点，这个点就是移动终端所在位置，如图2-2所示。

图2-2 TOA方法示意图

2）基于信号传播的时间差（Time Difference of Arrival，TDOA）

TDOA方法[1]是通过检测无线信号到达两个AP的时间差来确定移动终端的位置，非常有效的降低了TOA测量时对发射终端和接收终端时钟同步的性能要求。采用三个不同的AP就可以得到两个TDOA值，移动终端就位于两个TDOA 决定的双曲线的交点上。如果有三个以上的AP，则可以得到多个双曲线方程，

如果传播过程以及测量等都为理想情况，理论上这些双曲线方程都会交于一点，而这点就是移动终端的位置。

图2-3 TDOA 方法示意图

3）基于信号到达角度（Angle of Arrival ，AOA ）

在基于信号到达角度AOA [5]的定位机制中，AP 节点通过天线阵列或多个超声波接收机感知来自待定节点信号的到达方向，计算接收节点和发射节点之间的相对角度或方向，再通过集合法则计算出节点的位置。AOA 定位不仅能确定节点的坐标，还能同时得知未知终端的方位信息。但是测量到达角度通常需要定向天线，由于这个原因，它的应用会带来额外的成本和系统复杂度，且易受外界环境的影响。

4）基于接收信号强度（Received Signal Strength Indication ，RSSI ）

实验表明，无线信号在传播过程中遵循以下规律[9]：在AP 发射功率一定的情况下，接收到的信号强度与收发双方的距离成反比关系，距离越近，接收方收到的信号强度越强，反之则接收到的信号强度越弱。信号强度与发射端到接收端距离满足以下公式：

()10lg p d αβ=- (2.1) 式(2.1)中，p 为接收到的信号强度；α取决于发射功率、额外损耗和其他系统常

数；β为路径损耗指数；d 为通信链路物理路径长度，即发射端到接收端的距离。

RSSI 方法根据已知的电波传播模型，由移动终端测量来自几个AP 的信号

强度值，利用三个或三个以上信号强度值转化成移动终端到已知基站的距离，来对移动终端进行定位，一般通过3个AP就可以确定移动终端的位置。

这种方法相对比较简单，不需要额外的设备，但影响信号强度的因素较多，所以定位精度不甚理想，在定位精度要求不高的情况下可以使用。

2.3WiFi基础知识

WiFi是Wireless Fidelity（无线保真）的简称，俗称无线带宽，是一种能够将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术，其有效范围可以达到数百英尺，该技术使用IEEE802.11系列协议。

图2-4 WLAN的组成元件

IEEE802.11所定义的无线网络硬体架构，主要由工作站、基站、无线介质和传输系统等元件组成，如图2-4所示[10]。

1）工作站（Station，STA）

任何设备只要拥有IEEE802.11的MAC层和PHY层的接口，就可以称为一个工作站。常见的工作站包括笔记本电脑、PDA和智能手机等，它们使用无线网络的目的很简单，即在没有网线布置的条件下使用有线网络的资源。

2）基站（Access Point，AP）

基站AP又称为接入点，是具有无线至有线之间桥接功能的设备，其不仅具有工作站的功能，还提供工作站接入分布式系统的能力。除桥接外，还包括一些控制和管理的功能。

3）无线介质（Wireless Medium，WM）

IEEE802.11标准所使用的帧是以无线介质的形式在工作站之间进行传递的。无线介质就是无线局域网物理层使用到的传输媒介。

4）传输系统（Distribution System，DS）

若要准确定位移动设备的当前位置，基站之间必须协调通信，因此为了扩大无线的有效覆盖范围，就需要多个基站共同完成。基站间传送帧的骨干网络称为传输系统，它属于802.11的逻辑组件。

与传统有线网络相比，WiFi无需布线，安装和设置相当简单，非常适合移动办公的应用场景和家庭网络的使用。由于其使用的2.4GHz ISM频段尚属无需许可证即可使用的无线频段，极大了节约了使用成本。此外，WiFi还有覆盖范围广、传输速度较高、稳定性好和健康安全等优点。

作为目前主流的无线接入技术，WiFi已经被广泛用于城市公共接入热点、家庭网络和办公网络等场景，也将有越来越多的先进技术融入其中，因此，WiFi 也将具有更广阔的发展前景。

3基于RSSI的室内定位技术

基于信号强度（RSSI）的测距是一项低成本和低复杂度的距离测量技术，被广泛应用于无线传感器网络基于距离的定位技术中[11]。

3.1RSSI定位技术分类

基于RSSI测量技术的定位系统主要有两类定位方法，即位置指纹法和传播模型法。

图3-1位置指纹法定位过程示意图

基于位置指纹的定位算法一般分为两个阶段：离线阶段和在线阶段，定位过程如图3-1所示[12]。离线阶段主要建立位置指纹数据库，在定位区域内选取参考点，然后通过信号收集设备收集这些位置点上的射频（Radio Frequency，RF）指纹。在线阶段用户通过移动终端采集AP的RSSI，通过位置指纹定位算法与位置指纹数据库中的RF指纹进行比对，经处理最后得到定位用户的位置。

传播模型法是指在已知环境中，通过接收到的信号强度结合该环境下信号传播衰减模型，计算出移动设备到基站的距离，然后利用三边测量法、双曲线定位法、最小二乘法等定位算法，估计定位用户的位置。与位置指纹法相比，该方法减少了对经验数据的依赖，减少了建立位置指纹数据库的工作量。虽然该方法精

度较低，但是容易部署。

3.2 典型的室内传播模型

在自由空间中，距离发射机d 处的接收功率可以用著名的Friis 公式来表示：

()()222Pr 4t t r PG G d d L λ

π= (3.1)

式中，t P 代表基站发射功率，t G 是发射端天线增益，r G 是接收端天线增益，λ是

传输波的波长，d 是接收端与发射端的距离，L 是系统损耗系数，随环境障碍物的材质改变而改变。等式中，距离d 未知外，其他参数都已知或可以测量得到，故可根据式(3.1)求出距离d 。

3.2.1 线性距离路径损耗模型

线性模型是一种常见模型，其假设在室内环境下路径损耗（path loss ）与传输距离成线性分布[13]，其表达式为

()0L d d l α=+ (3.2) 式中，α为信道的衰减常数（单位：/dB m ），0l 为常数，()L d 为距离AP 为的

信号强度，单位是dBm 。

3.2.2 对数距离路径损耗模型

理论和实验研究表明，信道的大尺度衰落特性是服从对数正态分布的。无论是室内还是室外环境，接收信号强度与信号传播距离之间的关系可以用对数路径损耗模型[14]表示，表达式为

()()0010log d PL d PL d n X d σ??=++ ??? (3.3) 式中，n 是路径损耗指数，与建筑物和周围环境有关；0d 是近地参考距离，一般

取1m ；()0PL d 是参考距离0d 处的路径损耗值；X σ是满足()2,N μδ的正态随机变量；d 是接收端与发射端的距离。表3-1给出了不同建筑物的n [错误！未定义书签。]。

表3-1不同建筑物的路径损耗系数n

建筑物

n 零售店 2.2 蔬菜店

1.8 办公室，硬分隔

3 办公室，软分隔

2.4 办公室，软分割

2.6 室内走廊 3

3.2.3 衰减因子模型

衰减因子模型[15]具有较强的灵活性，适用于同层或多层环境，又被称为楼层衰减因子模型，模型公式为

()()0010log SF d PL d PL d n FAF X d σ??=+++ ??? (3.4) 式中，SF n 表示同层的路径衰减系数。如果同层路径损耗指数较精准，则可通过

加上衰减因子FAF （floor attenuation factor ）来获得不同楼层的路径损耗。FAF 与环境和工作频率有关。表3-2给出了楼层衰减因子的经验值[16]。

表3-2楼层衰减损耗值

穿透楼层数

1 2 3 FAF(dB) 16

21.2 23.4 σ(dB)

3.4

4.0 2.3 对于多层的建筑物，其室内路径损耗还可以表示为自由空间损耗附加上损耗因子，并随距离增长成指数变化关系。

()()0020log d PL d PL d d FAF d α??=+++ ???

(3.5)

3.2.4 MK 模型

MK 模型考虑了信号在室内传播过程中遇到墙壁和地板产生衰减的情况，衰减模型可以表示为

()()()010log w w f f PL d PL d n d N L N L =+++ (3.6) 式中，()0PL d 表示距离发射节点1m 处的传播损耗值，w N 和f N 表示发射节点与

接收节点之间墙壁和地板的个数，w L 和f L 表示墙壁和地板的损耗指数。

3.3 基于模型的定位算法

基于传播模型的定位算法有很多，多数都是针对平面定位系统的设计。最基本的定位算法有三边定位法、双曲线定位法和最小二乘法等。

3.3.1 三边测量法

假设图3-2中，点1、2和3分别为AP1、AP2和AP3，对应的坐标分别为()11,x y 、()22,x y 和()33,x y 。黑色点为用户测量信号的位置，即(),x y ，测量到各个AP 的距离为1d 、2d 和3d 。根据几何关系可知：

()()()()()()222111222222222333x x y y d x x y y d x x y y d ?-+-=??-+-=??-+-=?? (3.7)

由式(3.7)得到用户坐标为：

12222221313131313222222232323232312x x y y x x y y d d x y x x y y x x y y d d -??---+-+-????=??????---+-+-???????? (3.8)

图3-2三边测量法示意图

3.3.2 双曲线定位法

在基于信号传播时间差（TDOA ）的测距方法中提到，两组双曲线可以

确定一个点，如图3-3所示。

假设用户坐标为(),P x y ，三个信标节点A 、B 和C 的位置坐标是已知的，

分别为()11,x y 、()22,x y 和()33,x y 。

用户位置到各个信标节点的距离分别为1d 、2d 和3d 。根据几何关系可知：

1,2,3i d i == (3.9) 且

()()221232d d d d -=- (3.10)

由以上公式(3.9)和(3.10)可以得到两个解，即双曲线的两个交点，其中一

个为点P 的坐标，另一个需要结合先验知识来排除。

图3-3双曲线定位法示意图

3.3.3 最小二乘法

当室内环境下设置3个或3个以上AP 时，设用户测量信号的位置为点

()00,P x y 各个AP 的坐标分别为()()()1112223,,,,,n n P x y P x y P x y ，

点P 到各个AP 的距离分别为1d ，2d ，…n d ，则可建立方程组：

()()()()()()222010112220202222200n n n x x y y d x x y y d x x y y d ?-+-=??-+-=????-+-=?? (3.11)

分别用第1到n-1个方程减去第n 个方程，可得：

()()()()()()()()()()()()222222111101022222222220202222221111010222222n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n d d x y x y x x x y y y d d x y x y x x x y y y d d x y x y x x x y y y -----?--+++=-+-??--+++=-+-????--+++=-+-?? (3.12) 记上式为

Ax b = (3.13)

其中，

()()()()()()112211222222n n n n n n n n x x y y x x y y A x x y y ----????--??=??????--??

，00x x y ??=????，222222111222222222222222111n n n n n n n n n n n n x x y y d d x x y y d d b x x y y d d ---??-+-+-??-+-+-????????-+-+-?? 。 根据最小二乘原理，如果T AA 非奇异，解x 得：

()1T T x A A A b -=

(3.14)

4总结

报告简要介绍了室内定位技术的发展背景和相关理论，包括定位技术简介、定位测距原理和WiFi基础知识；重点介绍了基于RSSI的WiFi室内定位技术，并给出了其典型的室内传播模型和常见的基于模型的定位算法。

参考文献

[1]潘立波. 基于WIFI技术的无线定位算法研究与实现[D]. 浙江大学, 2013.

[2]姜莉. 基于WiFi室内定位关键技术的研究[D]. 大连理工大学, 2010.

[3]汪苑, 林锦国. 几种常用室内定位技术的探讨[J]. 中国仪器仪表, 2011, 02期:54-57.

[4]潘立波. 基于WIFI技术的无线定位算法研究与实现[D]. 浙江大学, 2013.

[5]颜俊杰. 基于WIFI的室内定位技术研究[D]. 华南理工大学, 2013.

[6]Noh A S I, Lee W J, Ye J Y. Comparison of the mechanisms of the ZigBee's indoor

localization algorithm[C]//Software Engineering, Artificial Intelligence, Networking, and Parallel/Distributed Computing, 2008. SNPD'08. Ninth ACIS International

Conference on. IEEE, 2008: 13-18.

[7]林雪原, 何友, 史佩. 利用二星TDOA和FDOA测量及辅助高度信息对地面目标的定位

算法及精度分析[J]. 空间科学学报, 2006, 04期(9):277-281.

[8]Cong L, Zhuang W. Hybrid TDOA/AOA mobile user location for wideband CDMA

cellular systems[J]. Wireless Communications, IEEE Transactions on, 2002, 1(3): 439-447.

[9]Chen J, Wu X J, Wen P Z, et al. A new distributed localization algorithm for ZigBee

wireless networks[C]//Control and Decision Conference, 2009. CCDC'09. Chinese.

IEEE, 2009: 4451-4456.

[10]加斯特. 802.11无线网络权威指南[M]// 东南大学出版社, 2007.

[11]朱明辉, 张会清. 基于RSSI的室内无线网络定位技术研究[J]. 现代电子技术, 2010, 17

期:45-48.

[12]赵聪. 基于位置指纹的WLAN室内定位算法研究[D]. 哈尔滨工业大学, 2014.

[13]石鹏, 徐凤燕, 王宗欣. 基于传播损耗模型的最大似然估计室内定位算法[J]. 信号处理,

2005, 第5期:502-504.

[14]拉帕波特. 无线通信原理与应用[M]// 电子工业出版社, 1998.

[15]梁尧. WLAN室内定位系统中无线信号传播的统计建模与应用[D]. 哈尔滨工业大学,

2009.

[16]Phaiboon S. An empirically based path loss model for indoor wireless channels in laboratory building[C]// TENCON '02. Proceedings. 2002 IEEE Region 10 Conference on Computers, Communications, Control and Power EngineeringIEEE, 2002:1020-1023 vol.2.

Wifi模块定位原理,室内wifi定位怎么实现

Wifi模块定位原理，室内wifi定位怎么实现 Wifi模块定位我们可以分为两种，一种是wifi设备自身定位，还有一种借助第三方wifi 模块实现定位。 第一种，wifi设备自身进行定位 首先，大家都知道苹果iPod Touch是没有电话和GPS模块的,那么它怎么实现定位功能的呢？ 其实它使用的是Wi-Fi定位技术,其原理与基站定位类似: 1.每一个无线AP都有一个全球唯一的MAC地址,并且一般来说无线AP在一段时间内是不会移动的。 2.设备在开启Wi-Fi的情况下,即可扫描并收集周围的AP信号,无论是否加密,是否已连接，甚至信号强度不足以显示在无线信号列表中,都可以获取到AP广播出来的MAC地址。 3.设备将这些能够标示AP的数据发送到位置服务器,服务器检索出每一个AP的地理位置,并结合每个信号的强弱程度,计算出设备的地理位置并返回到用户设备。 4.位置服务商要不断更新、补充自己的数据库,以保证数据的准确性,毕竟无线AP不像基站塔那样基本100%不会移动。

这样的位置服务商现在来说只有Skyhook和Google两家.他们收集位置数据的方式也是相似的 4.1.主动采集:Google的街景拍摄车还有一个重要的功能就是采集沿途的无线信号,并打上通过GPS定位出的坐标回传至服务器; Skyhook在美国及欧洲一些国家也是直接开着信号采集车采集AP和基站的信号数据,相对来说覆盖城市没有Google多，目前中国仅有少数城市有覆盖，并且他们在包括中国在内的多个国家招募有偿工作者，以协助Skyhook收集位置数据。当然你也可以直接在其网站上提交一个MAC地址。 4.2.用户提交: 通常是以静默方式向同时拥有Wi-Fi和GPS的终端用户收集位置数据Android手机用户在开启“使用无线网络定位”时会提示是否允许Google的定位服务手机匿名地点数据; 同样的Skyhook的最大客户Apple也在iPhone的User Guide中说明会以不能识别用户身份的方式收集位置数据。

无线定位技术

无线定位技术: 现在的社会，是一个没有隐私的社会，只要有设备和条件，别人想跟踪你的位置实在是太简单了，不管是你在大街上走还是在商场里逛，只要上面想，你的行踪都很难不被暴露。好比我们看大片，罪犯在这边打电话，FBI在那边定位，唧唧几声，就把你的大概方位确定了。千万别以为这是什么高深技术，我们天朝网警照样玩的转。而且，随着网络越来越向智能化和移动化发展，一些很有意思的应用都可能和将来的定位技术联系起来，在一定程度上影响我们的生活，比如twitter，Aardvark，包括一些很有前途的mobile game，等等。 Google Latitude一出后, 很多朋友都惊诧于无gps条件下其定位的准确性，也有不少人因此对通过wifi定位比较感兴趣。其实各式各样的无线通信技术都可以用来定位，由于通信距离的不同，有的可以用来室内定位，有的可以用来室外定位。 这里，我尝试着对一些逐渐在普及的定位技术做一些讲解，考虑到GPS的普及性， GPS定位原理和优缺点就在这里忽略了。其实无线定位的流程很简单，大概都遵从交换信号===>数据融合===>建模求解的步骤。下面就针对不同技术的不同重点，把这个过程分割介绍。 手机基站网络 通过基站网络的检测来进行户外定位是一个相对成本低, 成熟, 但是精度不高 的方法. 它的工作原理是这样的, 我们都知道, 手机要通信, 就需要通过蜂窝 网络和一个个基站交换数据，从而实现和别的手机的通信. 而考虑到双方通信的距离和现实中基站的放置密度，每一个手机都可能被覆盖于多个基站，如果能通过某种方法得到每个基站对于手机的检测数据，通过特定的data fusion技术，就可以大致估算初当前手机的位置。在这里，data fusion是最关键的技术，事实上也是下面会介绍的大多数其他定位技术的基础，所以花多点篇幅介绍一下。为了简化，我们只考虑二维平面情况，也就是说每个点都只有(x,y)值, 不考虑z平面。 以前常用的data fusion技术包括TOA — time of arrival data fusion, AOA — angle of arrival data fusion, 以及混合型技术. 假设下面这张图是一个分布示意图, 图中出现的几个基站（Base Station）都能和当前手机, 也就是MS（Mobile Station）所在位置通信.

基于无线局域网的室内定位研究 毕业设计开题报告

中国地质大学（武汉） 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于无线局域网的室内定位研究 学院专业：机电学院测控技术与仪器 学生班级：076102 学生姓名：李明理 指导教师：王青玲 完成日期：2014年

1技术背景 随着无线网络、移动通信和普及计算技术应用的不断扩大和深入，位置感知计算(Location-aware Computing)、基于位置的服务(LBS，Location-based Services)越来越重要，典型的例子有资源查找、旅游导航、矿井下定位、社交定位，寻人寻物等。如何确定用户的位置是实现LBS的核心问题。目前，影响最大、定位覆盖范围最广的定位系统是GPS 全球定位系统。GPS是70年代初美国出于军事目的开发的一种卫星导航定位系统，并于80年代初投入使用。地面接收设备通过接收和测量来自四个或四个以上卫星信号的到达时间差来估计移动终端的位置。在移动终端内置GPS模块可在室外大部分场合下实现精度较高的定位，特别是从2000年5月1日0时美国宣布中止选择性可靠度(Selective Availability)政策以后，GPS也能被用于民用，精度可达到15m以内。相较于GPS，我国也在2003年投入了大量资金开始建造北斗卫星导航系统。 在实际环境里，GPS定位系统的覆盖范围仍然存在一定的局限性。由于GPS卫星发射的无线电讯号太微弱，以至于无法穿透绝大部分的建筑物或是稠密的植被，因此导致所谓的“都市峡谷”(Urban Canyon)效应。在高楼林立的都市，楼宇等建筑物阻隔了卫星信号的传播或者将它们分散开去，造成GPS系统无法定位。GPS虽然在室外能有效地定位，但几乎不能覆盖到人们经常工作和活动的室内。因此，GPS除了在交通工具的导航上的应用占有优势以外，尚很少被应用在其他领域。另外，一般环境里，用户更青睐轻便的移动设备。如果将GPS 作为普通的定位工具，用户需要在其携带的设备上加装GPS接收模块，会增加移动设备的体积、成本以及对有限电量的消耗。 从20世纪90年代末期起，许多高校和研究机构开始了室内定位技术的研究，具有代表性的有AT&T Cambridge主持的Active Badges项目，之后进一步改进为Active Bats，cricket，微软的Easy Living项目以及Georgia Tech公司的Smart Floor项目等。上述项目虽然取得了一定的效果，有的还可以达到毫米级的精度，但这些定位系统需要添加新的硬件，系统部署复杂，维护成本高，可扩展性差。 2选题依据与研究意义 从以上研究背景可以看出，目前的定位技术还不能完全满足普适计算应用的要求，特别是在室内的环境里。随着无线局域网的广泛部署和普及应用，利用无线局域网(Wireless Local Area Network，简称WLAN)的室内定位技术逐渐发展起来。无线局域网络技术是20世纪末发展起来的一种高速无线网络通信技术，技术标准组为IEEE 802．1l，目前应用最广泛的标准是IEEE 802．1lb和IEEE 802．1lg。WLAN网络具有高速通信、部署方便的特点，切合了现代社会对移动办公、移动生活娱乐的需求。室内环境和人们活动的热点地区(如机场、写字楼、大型超市、校园、酒店和家庭)是WLAN主要的应用环境。基于无线局域网的定位就是在无线局域网中通过对接收到的无线电信号的特征信息进行分析，根据特定的算法来计算出被测物体所在的位置。 目前，无线局域网网络已经成为基础网络通讯架构中的一个组成部分。许多移动设备，像笔记本、PDA、智能手机，已经内置了对无线局域网的支持。因此，它可以有效地避免了部署专用的网络体系架构，不需要添加其他的硬件设备或电子标签，从而降低了成本。其次，与采用红外线、视频信号的室内定位系统相比，基于无线局域网的定位系统能够使用的范围更大。无线信号通常可以覆盖整个大楼甚至是一个楼群，因此既能被应用在室内又能被应用在室外。第三，在使用无线局域网的数据通信功能的同时，用户还可以获得定位服务以及基于位置的服务，反过来也充分开发了无线局域网的应用潜能。最后，由于无线射频信号的健

无线室内定位技术和系统的最新进展

Hindawi Publishing Corporation Journal of Computer Networks and Communications Volume2013,Article ID185138,12pages https://www.wendangku.net/doc/428616589.html,/10.1155/2013/185138 Review Article Recent Advances in Wireless Indoor Localization Techniques and System Zahid Farid,Rosdiadee Nordin,and Mahamod Ismail School of Electrical,Electronics&System Engineering,University Kebangsaan Malaysia(UKM),43600Bangi, Selangor,Malaysia Correspondence should be addressed to Zahid Farid;zahidf9@https://www.wendangku.net/doc/428616589.html, Received17May2013;Accepted17August2013 Academic Editor:Rui Zhang Copyright?2013Zahid Farid et al.This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use,distribution,and reproduction in any medium,provided the original work is properly cited. The advances in localization based technologies and the increasing importance of ubiquitous computing and context-dependent information have led to a growing business interest in location-based applications and services.Today,most application requirements are locating or real-time tracking of physical belongings inside buildings accurately;thus,the demand for indoor localization services has become a key prerequisite in some markets.Moreover,indoor localization technologies address the inadequacy of global positioning system inside a closed environment,like buildings.Based on this,though,this paper aims to provide the reader with a review of the recent advances in wireless indoor localization techniques and system to deliver a better understanding of state-of-the-art technologies and motivate new research efforts in this promising field.For this purpose,existing wireless localization position system and location estimation schemes are reviewed,as we also compare the related techniques and systems along with a conclusion and future trends. 1.Introduction Location based services(LBSs)[1]are a significant permissive technology and becoming a vital part of life.In this era, especially in wireless communication networks,LBS broadly exists from the short-range communication to the long-range telecommunication networks.LBS refers to the applications that depend on a user’s location to provide services in various categories including navigation,tracking,healthcare,and billing.However,its demand is increasing with new ideas with the advances in the mobile phone market.The core of the LBSs is positioning technologies to find the motion activity of the mobile client.After detection,we pass these statistics to the mobile client on the move at the right time and the right location.So,the positioning technologies have a major influence on the performance,reliability,and privacy of LBSs, systems,and applications[2]. The basic components of LBS are software application (provided by the provider),communication network(mobile network),a content provider,a positioning device,and the end user’s mobile device.There are several ways to find the location of a mobile client indoors and outdoors.The most popular technology outdoors is global positioning system (GPS)[1].Location finding refers to a process of obtaining location information of a mobile client(MC)with respect to a set of reference positions within a predefined space. In the literature,many terms are used for location finding like position location,geolocation,location sensing,or local-ization[3].Position system is a system arranged in such a way to find or estimate the location of an object.The aims of this paper are to provide the reader with fingerprinting based wireless indoor localization techniques and systems for indoor applications.The authors hope that this paper will benefit researchers working in this field,users,and developers in terms of using these systems and will help them identify the potential research shortcoming and future application products in this emerging area. 1.1.Indoor versus Outdoor Positioning.Positioning system can be categorized depending on the target environment as either indoor,outdoor,or mixed type.For localization in an outdoor environment,global navigation satellite systems (GNSS)such as GPS have been used in a wide range

基于WiFi的室内定位研究与实现解读

1前言 近年来，随着无线通信技术与网络技术的不断发展和全面普及，各种新业务与新需求层出不穷，其中位置感知计算(Location-aware Computing)和基于位置的服务LBS 在人们的生产生活中起到了至关重要的作用，如何确定用户位置是实施前述应用的首要问题，因此定位技术是位置感知计算和基于位置的服务的核心问题。 根据应用环境与场景的不同，定位技术可分为室内定位技术和室外定位技术。室外定位系统主要有蜂窝定位和全球定位系统GPS。 蜂窝无线定位即手机定位，是基于移动蜂窝网的基站定位，其定位精度依赖于基站的分布和基站信号覆盖范围的大小。1996 年，美国FCC 颁布了E-911(Emergency call ‘911’)条例提出了相关的技术要求，要求移动通信提供商必须为用户提供定位准确度在125m 以内的室外定位服务，2001 年以后，美国FCC 提出了更严格的准确度和三维空间定位的需求。在政府的要求和市场利润的驱动下，使基于蜂窝移动网的定位技术得到了广泛的应用。 美国的GPS 系统是目前使用最广泛、用户人数量最多的全球性定位系统。GPS系统由24 颗卫星组成，在任何时间任何地点地面接收终端都可以同时接受到4 颗以上的卫星发出的信号。根据电磁波的传播原理，通过卫星信号的到达时间差来计算出搜索到的卫星和终端用户之间的距离，采用三边定位法计算出终端用户的具体位置，其民用定位精度可以达到15m 以内。同时，其他国家也陆续研究开发出了具有自主知识产权的定位系统，包括和中国的北斗卫星定位系统、俄罗斯的Glonass 定位系统和欧盟的Galileo 定位系统。 但是在城市环境中，由于GPS 卫星发射的电磁信号太微弱，楼宇等建筑物阻碍了卫星信号的传播，所以导致了所谓的“都市峡谷”（Urban Canyon）效应，使得GPS 系统无法正确定位。因此，虽然GPS 系统在室外环境能够有效地定位，但是在室内环境却无法进行有效的定位。 以上两种定位系统是应用比较广泛的室外定位系统，但应用于室内的时候，这两种定位系统并不能提供很好的定位服务。首先，由于室内环境复杂，信号在室内传播的情况要复杂于室外传播的情况。其次，室外定位应用大都是开阔环境中，几十米的定位误差并不影响用户的使用感受；但对于室内定位应用而言，需要将定位精度控制在若干米以内，才能为用户提供达可具使用性的室内定位系统。针对室内定位的难点，即克服信号受到环境噪声的干扰，对移动用户的快速定位，对定位精度的高要求，国内外研究人员都进行了有针对性的研究，这些研

WiFi定位原理介绍

Wi-Fi实时定位系统 基于Wi-Fi的无线局域网实时定位系统（Wi-Fi RTLS）结合无线局域网络(WLAN)、射频识别(RFID)和实时定位等多种技术，广泛地应用在有无线局域网覆盖的区域，实现复杂的人员定位、监测和追踪任务，并准确搜寻到目标对象，实现对人员和物品的实时定位和监控管理。 无线局域网（WLAN）介绍 无线局域网（WLAN，又称Wi-Fi）是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不再埋在地下或隐藏在墙里，网络却能够随着你的需要移动或变化。与有线网络相比，WLAN最主要的优势在于不需布线，不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。目前它已经从传统的医疗保健、库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展，甚至开始进入家庭以及教育机构等领域。 无线局域网是基于国际IEEE 802.11标准。标准规定无线网络发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60~70毫瓦，手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间，手持式对讲机高达5瓦。无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，对人体是安全的。 一般WLAN能覆盖的范围应视环境的开放与否而定。若不加外接天线，在视野所及之处约250米；若属半开放性空间，有间隔的区域，则约35~50米左右。加上外接天线，则距离可达更远，这与天线增益值相关，需视用户需求而定。 AP为Access Point简称，一般翻译为“无线访问节点”，或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP，就像一般有线网络的Hub一般，无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。 工作原理

七大室内定位技术PK

七大室内定位技术P K Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热，定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注，但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS，AGPS等室外定位系统，室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度，穿透性，抗干扰性，布局复杂程度，成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度：★★★★☆ 穿透性：☆☆☆☆☆ 抗干扰性：☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本：★★☆☆☆ 红外线室内定位有两种，第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位;第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。 红外线的技术已经非常成熟，用于室内定位精度相对较高，但是由于红外线只能视距传播，穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器)，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显。加上红外线的传输距离不长，使其在布局上，无论哪种方式，都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端，布局复杂，使得成本提升，而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较适用于实验室对简单物体的轨迹精确定位记录以 及室内自走机器人的位置定位。 超声波室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★☆☆☆☆ 抗干扰性：★★★☆☆

基于WIFI的室内定位技术

《无线定位技术》课程报告基于WIFI的室内定位技术 学院： 学号： 姓名： 2015年11月

目录 1背景....................................... 错误!未定义书签。2室内定位技术相关理论....................... 错误!未定义书签。 定位技术简介.......................... 错误!未定义书签。 定位测距原理.......................... 错误!未定义书签。 WiFi基础知识........................... 错误!未定义书签。3基于RSSI的室内定位技术.................... 错误!未定义书签。 RSSI定位技术分类....................... 错误!未定义书签。 典型的室内传播模型.................... 错误!未定义书签。 线性距离路径损耗模型.............. 错误!未定义书签。 对数距离路径损耗模型.............. 错误!未定义书签。 衰减因子模型...................... 错误!未定义书签。 MK模型............................ 错误!未定义书签。 基于模型的定位算法.................... 错误!未定义书签。 三边测量法........................ 错误!未定义书签。 双曲线定位法...................... 错误!未定义书签。 最小二乘法........................ 错误!未定义书签。4总结....................................... 错误!未定义书签。参考文献........................................ 错误!未定义书签。

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现 雷地球, 罗海勇, 刘晓明 （中国科学院计算技术研究所, 普适计算研究中心, 北京 100190） 摘要:本文设计及实现了一个基于WiFi射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统，并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP的RSSI设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最小者，这种算法在一定程度上克服了RSSI信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。经实验测试，此系统在4米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所，为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi模块的Android手机。借助该定位系统，基于Android系统的移动终端可方便地查询自身位置，并获取各种基于位置服务。 关键词:接收信号强度；无线室内定位；射频指纹；Android操作系统 Design and Implement an Indoor Location System based on WiFi Lei Diqiu, Luo Haiyong, Liu Xiaoming (Pervasive Computing Research Center, Institute of Computer Technology, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, China) Abstract: This paper designs and implements an indoor location system based on WiFi for mobile user with Android handset. A locating arithmetic based on Weight-Select is introduced to filter the random noise of RSSI. For each location in Radio Map, a weight is set if the RSSI of the AP scanned is in the interval preset. Then max-weighted location or the min-RSSI-distance among them will be selected as the estimated position. According to experiments, 4-metre locating precision is available. It can be used for locating and navigating in such scene as exhibition center, campus, park, and so on. Users equipped with Android handset could get its location and some intelligent services. It is also an open and extensible system. Some locating arithmetic also could be tested on this system. Key words: Received Signal Strength, Wireless Indoor Locating, Radio Map, Android Operating System 1.引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中，使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务；在仓储物流过程中，对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率；在监狱环境中，及时准确地掌握相关人员的位置信息，有助于提高安全管理水平，简化监狱管理工作。 目前全球定位系统（GPS，Global Positioning System）是获取室外环境位置信息 基金资助：国家自然基金(60873244、60973310、60772070)、北京自然基金(4102059) 联系作者：雷地球，E-mail：leidiqiu@https://www.wendangku.net/doc/428616589.html, 的最常用方式。近年来，随着无线移动通信技术的快速发展，GPS和蜂窝网络相结合的A-GPS（Assisted Global Positioning System）定位方式[1]在紧急救援和各种基于位置服务（LBS，Location-Based Services）中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为GPS的有力补充。 一般来讲，使用无线信号强度获取目标位置信息的过程，就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位

浅谈无线定位技术

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/428616589.html, 浅谈无线定位技术 作者：李倩 来源：《卷宗》2012年第06期 摘要：无线定位作为无线技术的一项重要应用，近年来发展迅猛被广泛应用于导航、虚 拟实现和军事目标定位等方面。本文重点对几种常用的无线定位技术进行了深入分析和讨论。 关键词：无线定位、GPS、TDOA 1. 什么是无线定位技术 无线定位技术是利用WiFi技术的射频识别和传感器等设备，通过测量接收到的无线电波的时间、幅度、相位等参数，根据相关算法判断被测物体的位置，实现定位、监测和追踪特定目标位置，广泛应用于导航、机器人跟踪、虚拟实现和军事目标定位等方面。 2. 常用的无线定位技术 无线定位主要包括GPS、移动定位、超声波、UWB、 RFID、WiFi等几种定位方式。其 中GPS和移动定位主要应用在室外环境适合广域定位，其余几种主要应用在室内环境，适合短距离定位。下面本文将重点讨论几种常用的无线定位技术。 2.1 GPS定位技术 GPS包括21颗工作卫星和3颗备用卫星，均匀分布在6个轨道上。地面的接收机会接收GPS卫星发送的信号，从而获取导航和定位信息及观测量，并经过简单数据处理获取到达时间（TOA）信息，再结合卫星广播的星历信息实现实时导航和定位。GPS定位系统在开阔地定位精度高，具有良好的抗干扰和保密性，可应用于室外车辆定位导航。但由于卫星信号容易被建筑物、金属覆盖物、浓密树林阻挡，往往无法精确定位。目前比较实用的是A-GPS即辅助GPS技术。它利用通信网络基站从远程定位服务器获取当前卫星的星图、俯仰角等信息，从而提高 GPS 卫星定位系统的性能和速度。 2.2Cell-ID定位技术 Cell-ID即小区识别号，在移动网络中每个小区都有一个唯一的利用移动终端所在Cell对应的小区识别号。只要系统能够把该小区基站设置的中心位置和小区的覆盖半径发送给移动终端，就可以粗略确定移动终端的位置。Cell-ID定位实现简单，响应速度快，不需改动网络和 移动终端，有良好的覆盖性和可靠性。但是定位精度比较差且依赖于基站覆盖范围的大小，如果在基站分布较少的地区则很难精确定位，通常需与其他定位结合使用。 2.3智能天线AOA

无线室内定位技术分析

WLAN室内定位技术分析

目录 无线定位技术概览工程部署考虑 项目实施流程介绍iMC WSM定位介绍

GPS 定位 定位过程：由(d1,d2,d3,d4)和(p1,p2,p3,p4)参数，推导坐标（经度，纬度，海拔）。 其中(p1…p4)位置信息由GPS系统（主站、监控站等）提供，并向地面广播； (d1…d4)由天地间的传输时间差*光速得来。 高精度的原子钟（早期的GPS卫星为铯原子钟，最新的Block IIR为铷原子钟）。 差之毫厘失之千里。 进行三维定位至少需要4颗星；站星几何图形；算法；误差修正（多颗星冗余矫正）。 缺点：GPS卫星信号无法穿透建筑物到达室内。 p2 站星几何图形GPS 三维定位d1 d2 d3 d4 p1 p3 p4 GPS定位示意图

角度定位法小区定位法 三角定位法双曲线定位法

z SV 星历数据 z多普勒频偏数据 z视野星座，等 DGPS提升精度 A-GPS工作原理示意图针对GPS的首次定位时间（TTFF）较长的问题，A-GPS通过移动网络的支持可以获得更快的TTFF，且接收灵敏度、定位精度都有提升 网络侧的GPS观测设备，测量服务区域内的星历数据等，并供定位服务器使用。 用户首先向移动网络请求定位服务，然后定位服务器再返回当前空域的GPS卫星数据，用 户GPS接收机借助这些数据，快速获取当前位置到卫星的伪距。 接收机伪距等信息，再次上传到定位服务器根据区域内的差分GPS接收数据，修正位置信息并返回给用户或第三方应用呈现。 实际应用方面，有开放移动联盟OMA的SPUL规范，其定义了接入层、核心网等各种网络接口的实现。中国移动的A-GPS方案就是基于SPUL实现。

各种室内定位技术

室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很低，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度，就需要延长在每个码延迟上的停留时间，A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码，同时也有助于实现快速定位。 利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大，且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱，不能穿透建筑物，而且定位器终端的成本较高。 室内无线定位技术 随着无线通信技术的发展，新兴的无线网络技术，例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等，在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。 ——红外线室内定位技术。红外线室内定位技术定位的原理是，红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，造价较高。因此，红外线只适合短距离传播，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性。 ——超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法，通过三角定位等算法确定物体的位置，即发射超声波并接收由被测物产生的回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离，有的则采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，主测距器放置在被测物体上，在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号，应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号，得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时，可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。 超声波定位整体定位精度较高，结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。 ——蓝牙技术。蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网(piconet)的主设备，就可以获得用户的位置信息。蓝牙技术主要应用于小范围定位，例如单层大厅或仓库。 蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、易于集成在PDA、PC以及手机中，因此很容易推广普及。理论上，对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备的用户，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。采用该技术作室内短距离定位时容易发现设备且信号传输不受视距的影响。其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。

基于WiFi的室内定位系统设计

一种基于WiFi的室内定位系统设计与实现摘要：本文设计及实现了一个基于WiFi 射频信号强度指纹匹配的移动终端定位系统，并设计实现了一种基于权重值选择的定位算法。该算法为每个扫描到的AP 的RSSI 设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最小者，这种算法在一定程度上克服了RSSI 信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。经实验测试，此系统在4 米范围内具有良好的定位效果。可部署在展馆、校园、公园等公共场所，为客户提供定位导航服务。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi 模块的Android 手机。借助该定位系统，基于Android 系统的移动终端可方便地查询自身位置，并获取各种基于位置服务。 1. 引言 位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中，使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务；在仓储物流过程中，对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率；在监狱环境中，及时准确地掌握相关人员的位置信息，有助于提高安全管理水平，简化监狱管理工作。 目前全球定位系统（GPS , GlobalPositioning System）是获取室外环境位置信息的最常用方式。近年来，随着无线移动通信技术的快速发展，GPS 和蜂窝网络相结合的A-GPS（Assisted Global Positioning System）定位方式在紧急救援和各种基于位置服务（LBS,Location-Based Services）中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS 等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为GPS 的有力补充。 一般来讲，使用无线信号强度获取目标位置信息的过程，就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位系统主要采用红外、超声波、蓝牙、WiFi （Wireless Fidelity）、RFID（Radio FrequencyIdentification）等短距离无线技术。其中基于WiFi 网络的无线定位技术由于部署广泛且低成本较低，因此备受关注。其中由微软开发的RADAR 系统是最早的基于WiFi网络的定位系统。它采用射频指纹匹配方法，从指纹库中查找最接近的K 个邻居，取它们坐标的平均作为坐标估计。而文献[5]介绍的室内定位系统则基于RSSI 信号的统计特性，采用贝叶斯公式，通过计算目标位置的后验概率分布，来进行定位。 本文同样基于WiFi网络，设计和实现了一种无线室内定位系统，但与上述定位方法不同，本文采用了基于权值选择的定位算法，在一定程度上减少了RSS.信号随机变化引起的定位误差，实验结果表明，该系统可获得较好的定位精度（4 米）。 2. 系统设计 本系统可为移动终端客户在展馆、商场、校园等应用场景提供定位服务。鉴于移动终端受到计算能力、存储容量和电池电量等诸多限制，所以仅完成简单的信号采集工作，定位计算由定位服务端完成。 定位系统的架构体系如图1 所示。服务端主要负责定位计算和响应终端的定位请求。基于负载均衡考虑，响应位置请求的Web 服务器和运行定位计算的定位服务器分离，数据交换方式采用客户端和Web 服务器相同的数据交换方式。客户端依附于具体对象，主要负责采集周边AP 的无线信号强度，并向服务端提交信号特征，服务器使用客户端采集的信号特征进行定位计算，获得移动终端的位置估计。 客户端和服务端通信采用标准的HTTP协议，编程方便，可扩展性好，客户端程序功能

室内无线人员定位技术介绍

无线定位技术介绍 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如展厅、仓库、监狱、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。室内定位技术解决方案主要有：A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络等等。常用于室内人员定位的几种技术为： ● 超宽带技术（UWB） ● WI-FI无线技术（802.11） ● ZigBee无线技术(802.15)　● 射频识别技术（RFID）

超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有3.1~10.6GHz 量级的带宽。 超宽带可用于室内精确定位，例如战场士兵的位置发现、机器人运动跟踪等。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。 无线定位技术介绍无线定位技术介绍 ——超宽带技术（UWB ）

无线定位技术介绍 无线局域网络(WLAN)是一种全新的信息获取平台，可以在广泛的应用领域内实现复杂的大范围定位、监测和追踪任务，而网络节点自身定位是大多数应用的基础和前提。当前比较流行的Wi-Fi定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。 芬兰的Ekahau公司开发了能够利用Wi-Fi进行室内定位的软件。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。