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基于WiFi技术的定位系统的设计与实现

作　者: 张利
导　师: 周锋
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: WiFi 定位系统 经验值 概率模型 J2EE
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 1044次
引　用: 2次
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内容摘要


随着WiFi技术的不断发展,无线城市的推动,WiFi技术被广泛应用于各个行业。定位服务市场同样发展迅速,定位服务需求量迅速增长。例如,医疗行业中重症病人跟踪监护,产房婴儿防偷,贵重医疗设备监控；商场购物车定位,顾客消费习惯收集；监狱重点犯人跟踪；出行路线导航,实时位置查询服务等。由于GPS卫星定位具有需要在相对空旷、高层建筑不密集的地方才能比较精确的定位,而且在户内无法使用,耗电量较高的特点,因此利用广泛存在的WiFi网络,对处于楼群密集或者室内目标进行定位成为最佳技术选择。通过WiFi网络进行定位,可以弥补GPS在建筑密集或者室内应用的限制,扩大定位服务的应用行业和范围,提高定位精度,降低部署成本,提高设备利用率,增强应对突发事件的救援能力,具有重要的社会意义。本文学习了WiFi技术的基本原理和底层通信协议等知识,介绍了基于网络的无线定位技术,着重介绍了基于信号强度的定位技术(RSSI)的特点,重点分析了能够在WiFi网络实施的基于RSSI经验值的定位技术的实现方法和基于概率模型的定位策略。本文在以上知识的基础上,设计并开发了一个基于WiFi技术的定位系统。系统设计为包括客户端和服务器端两部分的应用系统,主要包括：客户端模块,定位模块,图形显示模块,系统登录模块,用户管理模块,设备管理模块等七大模块。并通过编写代码实现了各个模块和整个系统的设计功能,本文中还详细介绍了在实验环境下对系统的测试过程以及测试结果,对测试结果进行精确度分析。本文的最后对题取得的成果进行了简单的总结,并指出系统还存在的问题,并根据本课题现在的研究成果进行了展望。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 引言  9-13
  1.1 课题研究的背景和意义  9
  1.2 国内外该领域的研究现状  9-12
    1.2.1 国外WiFi定位系统实例介绍  10-11
    1.2.2 国内WiFi定位系统实例介绍  11-12
  1.3 本论文的工作内容  12
  1.4 结构安排  12-13
第二章 相关技术介绍  13-22
  2.1 WIFI的网络拓扑结构  13-14
  2.2 WIFI的基本服务介绍  14-17
    2.2.1 站点服务(SS)  15-16
    2.2.2 分发系统服务(DSS)  16-17
  2.3 WIFI工作站的接入过程  17-18
  2.4 基于网络的无线定位技术  18-20
    2.4.1 基于电波传播时间(TOA)  18-19
    2.4.2 基于电波传播时间差(TDOA)  19
    2.4.3 基于信号强度(RSSI)  19
    2.4.4 基于电波入射角(AOA)  19-20
    2.4.5 基于蜂窝小区标示(CELL-ID)  20
  2.5 基于终端的无线定位技术  20-22
    2.5.1 全球卫星定位技术(GPS)  20-21
    2.5.2 辅助全球卫星定位技术(A-GPS)  21
    2.5.3 增强观察时间差定位技术(E-OTD)  21-22
第三章 基于WIFI的定位方法及定位系统的设计  22-37
  3.1 系统的定位方法研究  22-28
    3.1.1 系统的拓扑结构  22
    3.1.2 系统采用的定位方法  22-28
  3.2 系统的软件设计方案  28-37
    3.2.1 系统软件总体设计  28
    3.2.2 服务器端定位模块设计  28-31
    3.2.3 服务器端管理模块设计  31-33
    3.2.4 服务器端显示模块设计  33-34
    3.2.5 服务器数据库设计  34-35
    3.2.6 客户端模块设计  35-37
第四章 基于WIFI定位系统的实现  37-53
  4.1 服务器端定位模块实现  37-39
    4.1.1 定位数据消息格式  37-38
    4.1.2 计算定位结果  38-39
  4.2 服务器端管理模块实现  39-45
    4.2.1 系统登录模块实现  39-40
    4.2.2 用户管理模块实现  40-42
    4.2.3 移动设备管理模块实现  42-43
    4.2.4 服务器端显示模块实现  43-44
    4.2.5 退出  44-45
  4.3 客户端模块实现  45-53
    4.3.1 相关API  45-46
    4.3.2 Device_Dialog模块  46-47
    4.3.3 WlanScan模块  47-49
    4.3.4 Processing模块  49-51
    4.3.5 socket通信模块  51
    4.3.6 训练点采集工具  51-53
第五章 定位系统测试及结果分析  53-59
  5.1 测试环境准备  53-54
    5.1.1 测试环境搭建  53
    5.1.2 测试区域选择  53-54
    5.1.3 建立经验数据库  54
  5.2 测试方案  54-59
    5.2.1 系统功能性测试  54-57
    5.2.2 系统定位精度测试  57-59
第六章 总结与展望  59-61
  6.1 总结  59
  6.2 展望  59-61
参考文献  61-63
致谢  63-64
硕士期间发表论文  64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信
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