项目研究和实验的目的、内容和要解决的主要问题
项目研究目的:
随着现代通信技术和无线网络的快速发展,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,如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中,常常需要确定移动终端、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂的室内环境等条件的限制,比较完善的封闭空间定位技术目前还无法很好的利用。
本项目研究和实验的目的就在于设计并实现一种低成本、实用的无线定位系统,应用于智能物流,大型室内场所导航。
项目研究内容:
1.对现有的室内定位系统进行分析,总结现有的室内定位系统的优点和存在的不足。
2.确定系统的总体设计方案,搭建好定位所需的软硬件平台。
3.研究ZigBee网络的拓扑结构、网络层协议对定位系统的性能的影响,从定位系统的延时和功耗角度出发设计网络拓扑结构。
4.针对RSSI具有随机性的特点,基于概率统计原理对RSSI样本数据预处理。
5.基于RSSI值,构建三点质心算法,实现对盲节点位置的定位。
6.结合数字信号处理,对定位数据进行滤波,拟合,逼近等操作,提高精度。
7.设计室内定位系统实验测试环境,对本系统在测试场所进行实地测试,并且对实验结果从定位精确度、系统实时性、系统可用性等方面进行分析和总结。
要解决的主要问题:
1.精度:对精度的要求不同的应用差别很大,比如在超市或仓库找一个特定的商品可能需要1米甚至更低的精度,如果在购物中心寻找一个特定的品牌或餐馆,5-10米的精度就能满足要求。
2.可靠性:前面提到室内环境动态性很强,会经常发生改变,比如商场的设置和隔断会经常发生变化。另一方面,定位所依赖的基础设施也会经常发生变化。
3.成本和复杂度:成本和复杂度指标涵盖两个方面。一个是定位终端的成本,是不是可以用终端已有的硬件而不添加新的硬件。另一方面是布局和维护的成本,包括布局与维护定位所需要的设施和采集相关的数据库。
4.功耗:定位所产生的功耗是一个很重要的指标,尤其对使用电池的移动设备,如果功耗大很快使设备没电了,就限制了用户的使用。如果要实现随时随地的位置感知,必须降低定位所增加的设备额外功耗。
5.可扩展性:可扩展性指一个解决方案扩展到更大的覆盖范围使用的能力,和方便地移植到不同的环境和应用的能力。
6.响应时间:系统给出一个位置更新所需的时间是响应时间,不同的应用需求不同,比如移动用户和导航应用需要快的位置更新。
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