項目研究和實驗的目的、內容和要解決的主要問題
項目研究目的:
隨著現代通信技術和無線網絡的快速發展,人們對定位與導航的需求日益增大,尤其在復雜的室內環境,如機場大廳、展廳、倉庫、超市、圖書館、地下停車場、礦井等環境中,常常需要確定移動終端、設施與物品在室內的位置信息。但是受定位時間、定位精度以及復雜的室內環境等條件的限制,比較完善的封閉空間定位技術目前還無法很好的利用。
本項目研究和實驗的目的就在于設計并實現一種低成本、實用的無線定位系統,應用于智能物流,大型室內場所導航。
項目研究內容:
1.對現有的室內定位系統進行分析,總結現有的室內定位系統的優點和存在的不足。
2.確定系統的總體設計方案,搭建好定位所需的軟硬件平臺。
3.研究ZigBee網絡的拓撲結構、網絡層協議對定位系統的性能的影響,從定位系統的延時和功耗角度出發設計網絡拓撲結構。
4.針對RSSI具有隨機性的特點,基于概率統計原理對RSSI樣本數據預處理。
5.基于RSSI值,構建三點質心算法,實現對盲節點位置的定位。
6.結合數字信號處理,對定位數據進行濾波,擬合,逼近等操作,提高精度。
7.設計室內定位系統實驗測試環境,對本系統在測試場所進行實地測試,并且對實驗結果從定位精確度、系統實時性、系統可用性等方面進行分析和總結。
要解決的主要問題:
1.精度:對精度的要求不同的應用差別很大,比如在超市或倉庫找一個特定的商品可能需要1米甚至更低的精度,如果在購物中心尋找一個特定的品牌或餐館,5-10米的精度就能滿足要求。
2.可靠性:前面提到室內環境動態性很強,會經常發生改變,比如商場的設置和隔斷會經常發生變化。另一方面,定位所依賴的基礎設施也會經常發生變化。
3.成本和復雜度:成本和復雜度指標涵蓋兩個方面。一個是定位終端的成本,是不是可以用終端已有的硬件而不添加新的硬件。另一方面是布局和維護的成本,包括布局與維護定位所需要的設施和采集相關的數據庫。
4.功耗:定位所產生的功耗是一個很重要的指標,尤其對使用電池的移動設備,如果功耗大很快使設備沒電了,就限制了用戶的使用。如果要實現隨時隨地的位置感知,必須降低定位所增加的設備額外功耗。
5.可擴展性:可擴展性指一個解決方案擴展到更大的覆蓋范圍使用的能力,和方便地移植到不同的環境和應用的能力。
6.響應時間:系統給出一個位置更新所需的時間是響應時間,不同的應用需求不同,比如移動用戶和導航應用需要快的位置更新。
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