藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、基于藍(lán)牙傳感網(wǎng)絡(luò)的室岌住研丸及衣行為識(shí)別中的應(yīng)用_江德祥2.1無(wú)統(tǒng)走住技忒楓述利用無(wú)線(xiàn)枝術(shù)賣(mài)現(xiàn)沱伐己成為沱住研丸領(lǐng)城的發(fā)展竣勢(shì)。每種無(wú)筑技術(shù)都冇各fl的優(yōu)缺點(diǎn)和迨用扇限性，常要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景，考慮糸 統(tǒng)成本.沱後菇度.賣(mài)時(shí)性要求.技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度和算比復(fù)雜性等因索。下面主要從 應(yīng)用場(chǎng)景上來(lái)介紹研兗較為臬中的幾種無(wú)線(xiàn)災(zāi)位枝術(shù)，其中室外岌住主要使用GPS 和GSM 無(wú)線(xiàn)枝術(shù)，而玄主要利用冬種無(wú)線(xiàn)傳感余，包捋紅外.超聲敗、籃牙、 Wi-Fi. ZigBee 和 RFID 尋。農(nóng)2.1無(wú)線(xiàn)傳感器室內(nèi)定位技術(shù)傳感器定位方法典型系統(tǒng)文獻(xiàn)定位效果成本紅外紅外徽章信號(hào)感知Active BadgeHM“房間級(jí)”

2、高超聲波射頻與超聲波信號(hào)到達(dá)時(shí)間差A(yù)ctive BatCicada麗12095% 9cm 平均5cmWi-Fi信號(hào)傳播模型、FingerprintingFingerprinting.槪率模型RADARHorus121I22|50% 4.3 米90% 2.13 X低RFID參考點(diǎn)LandMarc123J50% 1 米中ZigBee信兮傳播模型-124J平均3-4米中基于紅外的定伐糸統(tǒng)一般只能實(shí)現(xiàn)“房間級(jí)”的定伐粕度，而基于超聲冰的定佞糸統(tǒng)能賣(mài)現(xiàn)“厘耒級(jí)”的壽新度主佞，但是這兩種定佞糸統(tǒng)需要特定的硬件役備，價(jià)格昂貴。這兩種信號(hào)的穿透能力差，受堆壁和障礙場(chǎng)遮扌當(dāng)影響軼大，并且信號(hào)的覆蓋國(guó)過(guò)小，不適合

3、室的丸國(guó)定伐?；赗FID的定住技術(shù)是基于洪考點(diǎn)的思想，A定佞區(qū)城布置丸量的RFID節(jié)點(diǎn)，再進(jìn)行匹配杳找，這樣實(shí)現(xiàn)大閔和需粕度的圭:t伐就取決于RFID參考點(diǎn)的布.更逵皮。雖于ZigBee的岌伐取決于802.15.4無(wú)線(xiàn)技術(shù)的苗點(diǎn)，其缺點(diǎn)是短距雷和離延對(duì)，對(duì)利用傳號(hào)強(qiáng)度RSSI來(lái)遺行後.2U古 計(jì)的應(yīng)用存亦一岌扇限。圭定住研克呆集中的是壓于 Wi-Fi的龍後技術(shù).由于無(wú)線(xiàn)威阿 已亦城市冬個(gè)角隊(duì)大而獲敷良,兜全可以利用現(xiàn)冇的無(wú)線(xiàn)J殳備來(lái)實(shí)現(xiàn)玄沱後，陣低成本和提 爲(wèi)沱住痛度。在于 Wi-Fi的無(wú)線(xiàn)信號(hào)疫圭可以達(dá)列100-200耒的覆蓋UH能滿(mǎn)足大囲的圭 支後需求.其主要慮理是利用無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)（Acc

4、ess Point, AP丿的傳號(hào)強(qiáng)度RSS值，走後設(shè) 備通過(guò)與AP之間的傳號(hào)測(cè)量關(guān)糸來(lái)仕計(jì)可能的坐標(biāo)住置。2.2.1基于08檢測(cè)的走住方由.資料.藍(lán)牙龍伐研宛中最先引入了囲檢測(cè)的思想（丈中倉(cāng)稱(chēng)為Cell-ID思想），原因 是藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)信號(hào)具有有限的短距富閔特性。一類(lèi)葢牙設(shè)備的信號(hào)覆蓋國(guó)是 100m, 2類(lèi)藍(lán)牙設(shè)備是10m, 3類(lèi)是4m?；谶@種國(guó)特性，當(dāng)用戶(hù)揭?guī)гO(shè)備 進(jìn)入到信號(hào)覆蓋國(guó)之肘，就能感知用戶(hù)的佞置，達(dá)到對(duì)應(yīng)Range國(guó)的新度。因 此準(zhǔn).早期的藍(lán)牙定伐研死中，丸部分工作都是基于Cell-ID的應(yīng)用療理。2003 年Anastasi G等人26提出使用藍(lán)牙技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)一種定住桓架和服務(wù)?；?/p>

5、于 Cell-ID的方法實(shí)現(xiàn)了一個(gè)BIPS藍(lán)牙走住糸統(tǒng)。BIPS糸統(tǒng)是莊一個(gè)建筑物布置 藍(lán)牙接入點(diǎn)，使用以丸網(wǎng)將各個(gè)接入點(diǎn)連接列定佞服務(wù)麥上，移動(dòng)用戶(hù)在他的手 持終端上就可以看到到達(dá)同筑物其他移動(dòng)用戶(hù)位置肘他必須行進(jìn)的路線(xiàn)。藍(lán)牙棲 入6的任務(wù)是發(fā)現(xiàn)并蜃詢(xún)進(jìn)入它覆蓋區(qū)城的用戶(hù)，其伐置信息注冊(cè)堆.服務(wù)翠上。 BIPS可以追球移動(dòng)用戶(hù)A個(gè)建筑物的走動(dòng)和北立，實(shí)現(xiàn)“房間級(jí)”的岌伐精 度。實(shí)酸分析了籃牙杳詢(xún)周期的影響，同肘考慮一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)在藍(lán)牙接入點(diǎn)覆蓋 謝的接入肘間，比如杳詢(xún)周期為3.84s肘，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的概率在95%以上，在20 卷的覆蓋國(guó)以1.3m/s的速度移動(dòng)則接入肘間為15.4s,剩下11.56

6、秒可提供服 務(wù)。丈故27中同樣利用Cell-ID的思路，提岀將藍(lán)牙勻3G阿絡(luò)結(jié)合，紐成 一個(gè)定伐服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。丈中指岀GPS不適合寶岌住，其他幾種枝術(shù)（2G的 Cell-ID, TO A方出）的定伐赫度過(guò)低，為了提壽定伐精度，可結(jié)合藍(lán)牙放術(shù)賣(mài)現(xiàn) 10耒的龍住粘度。Raffaele Bruno等人28考慮伐置感知的需求以及已有的一些定Ji和進(jìn)蹤 糸統(tǒng)設(shè)備成本丈壽的問(wèn)題，提出一種基于藍(lán)牙的岌佞和進(jìn)蹤糸統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)低成本定 佞方親。該糸統(tǒng)同樣利用Cell-ID的方法，進(jìn)入覆蓋點(diǎn)的藍(lán)牙設(shè)備與藍(lán)牙接入點(diǎn) 建立連棲，重點(diǎn)分析了藍(lán)牙的發(fā)現(xiàn)和連接建立過(guò)程，以及此過(guò)程的肘間諂耗和延 遲。Chawathe. S. S等人

7、29描述了 一種斷的方曲來(lái)決定移動(dòng)終端的伐置， 使用基于Cell-ID的方法來(lái)確走瑩牙錨節(jié)點(diǎn)（beacon；交集發(fā)蓋區(qū)城的住置。根 據(jù)藍(lán)牙Range的特點(diǎn)，在嚏環(huán)境下菠蓋的區(qū)城是不規(guī)則的，勿用最大分富子起 圖的方比來(lái)確定錨節(jié)點(diǎn)的布置住置。主要利用藍(lán)牙的短距禽摟收闔優(yōu)點(diǎn)，以及藍(lán) 牙設(shè)備低成本和易布置的優(yōu)勢(shì)。該方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是讓移動(dòng)設(shè)備來(lái)決定它勺己 的住置，而葢牙錨節(jié)6和其他用戶(hù)都是It名不確龍的。根揚(yáng)以上的研兜工作，基于國(guó)檢測(cè)的定住方法只能實(shí)現(xiàn)“房間級(jí)”的定伐精 度，對(duì)于構(gòu)建大闔的龍佞追蹤服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是一種可取的方案，但是對(duì)于寶的需粉度 岌伐需求基于國(guó)檢測(cè)的方出只能達(dá)到“房間級(jí)”的定伐赫度，不能夠

8、滿(mǎn)足要求。 藍(lán)牙定佞研克中開(kāi)始探索利用藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度RSSI來(lái)提壽岌佞精度，根據(jù)信號(hào)傳 桶的空間關(guān)糸來(lái)確定設(shè)備的坐標(biāo)伐置。2.2.2基于宿號(hào)務(wù)度的走住方法葢牙放術(shù)中提供了基于連接的RSSI和基于杳詢(xún)的RSSI兩個(gè)可供定住枝術(shù) 賣(mài)現(xiàn)的參數(shù)。A早期的藍(lán)牙規(guī)中只提供基于連接的RSSI,這就憊味著良佞接入 點(diǎn)設(shè)備和用戶(hù)藍(lán)牙設(shè)備必須衣定伐階段一直建立連接。應(yīng)用基于連摟的RSSI肘 遏到了一個(gè)GRPR問(wèn)題，即癥信號(hào)強(qiáng)度的走義中存淮.一個(gè)黃全分創(chuàng)區(qū)，處于這 個(gè)分劉區(qū)的R5SI值總為0,表示癥合適的信號(hào)接收禹，對(duì)于要將實(shí)肘RSSI值 與距富映射成對(duì)應(yīng)關(guān)糸的定伐方凍，GRPR問(wèn)題是一個(gè)限制點(diǎn)。柱以后的藍(lán)牙規(guī) 當(dāng)中

9、，提供了基于杳詢(xún)的RSSI,該方出的優(yōu)點(diǎn)是不需要建立連接，只需基本的 杳詢(xún)過(guò)程就可以荻取目標(biāo)藍(lán)牙設(shè)備的信號(hào)強(qiáng)度值。Kotanen. A等人30引入了基于信號(hào)傳搖棧型的方岀，通過(guò)鎮(zhèn)取連掛R5SI 值來(lái)構(gòu)建信號(hào)強(qiáng)度與距富的映射關(guān)糸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了 3.76m的主住粕度，實(shí) 驗(yàn)中也使用了擴(kuò)袈的卡漫濾咬來(lái)實(shí)現(xiàn)3D位置的估計(jì)。但是基于連接的RSSI值 存堆.GRPR的問(wèn)題，使得岌伐參數(shù)并不可靠，小國(guó)取得3.76m的定佞新度并 不 是一個(gè)理想的結(jié)果。丈故引中也賣(mài)現(xiàn)一種基于藍(lán)牙信號(hào)強(qiáng)度的定伐糸統(tǒng)，利用藍(lán)牙發(fā)送者和掛 收者之間距富與RSSI值的和關(guān)性，采用三角定佞來(lái)估計(jì)佞置，在PDA上進(jìn)行 了實(shí)現(xiàn)。該糸統(tǒng)提岀

10、了三角走伐的公無(wú)(LSE),在地圖上采集標(biāo)走數(shù)據(jù)，最后用 三角定位方比求岀位置，定位謀差為2.06m。糸統(tǒng)同樣遏到了 GRPR的問(wèn)題， 采用了多項(xiàng)無(wú)近似轉(zhuǎn)換的方法。Bandara U等人32提出藍(lán)牙定住糸統(tǒng)中使用RSSI的三個(gè)問(wèn)題：一是喳環(huán) 境下信號(hào)強(qiáng)度受到多徑衰退.，干撓等影響；二是信號(hào)強(qiáng)度定義中的GRPR問(wèn)題； 三是藍(lán)牙的連接建立肘間過(guò)長(zhǎng)。提岀了一種多天線(xiàn)的棲入AP的方凍，毎個(gè)天 線(xiàn).都連到AP上，定伐服務(wù)器分別訶錄各個(gè)天線(xiàn)上的RSSI值。使用一種可變衰 減薜來(lái)解決建立RSSI映射的問(wèn)題，使用采集標(biāo)岌救據(jù)的方法來(lái)解決千撓和多後 衰退.的問(wèn)題，賣(mài)膾獲得了 92%2m的主住粉度。該方比采用的仍

11、然是基于連棲 的RSSI,不過(guò)提供了新的瑩牙良佞思路。Sheng Zhou等*33提出用一個(gè)簡(jiǎn)單的cell和信號(hào)傳輸棋型來(lái)測(cè)量具體 的R5SI值與距富的關(guān)糸，糸統(tǒng)在朗距富諼差為1.2m。該文伙中同樣遇到了 GRPR的問(wèn)題，只是單純的利用信號(hào)傳樁棧型來(lái)測(cè)量距富與RSSI的關(guān)糸。丈故34中提岀了利用貝葉斯濾咬進(jìn)行葢牙定後和用戶(hù)軌跡估計(jì)的方出，該 方比同樣基于信號(hào)強(qiáng)度RSSI與距富的相關(guān)性，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的信號(hào)傳播棧型來(lái) 計(jì)算距富，再用貝葉斯濾咬來(lái)估計(jì)掙態(tài)用戶(hù)和移動(dòng)用戶(hù)的佞置。丈故35,36中采用了基于指紋標(biāo)定Fingerprinting的良伐.方法。其中35中結(jié)合了藍(lán)牙和Wi-Fi兩種無(wú)線(xiàn)信號(hào)，分別

12、莊賣(mài)膾地圖上采集標(biāo)定數(shù)據(jù)，不僅 直接利用信號(hào)強(qiáng)度RSSI來(lái)進(jìn)行岌佞，同肘丈中提岀了利用信號(hào)差值來(lái)解決設(shè)備 無(wú)關(guān)性的問(wèn)題，諂除硬件設(shè)備RSSI標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的差異。賣(mài)驗(yàn)結(jié)果表朗結(jié)合葢牙 和 Wi-Fi這兩種無(wú)線(xiàn)信號(hào)能取得更壽的定佞新度。丈秋36同樣利用 Fingerprinting走住方出，在辦公嚏環(huán)境下采集了藍(lán)牙RSSI標(biāo)定數(shù)據(jù)，糸統(tǒng)能 夠取得平均2.5耒的走住粉度。糸統(tǒng)同肘比軼了不同瑩牙錨節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、采集訓(xùn) 練樣本和岌伐樣本個(gè)數(shù)對(duì)走伐精度的影響。從以上基于信號(hào)強(qiáng)度的藍(lán)牙定佞研克工作來(lái)看，基于信號(hào)傳搖棧型的方凍應(yīng) 用廣泛。一般認(rèn)為，距富和信號(hào)強(qiáng)度RSSI之間存征一種基于LOG形式的線(xiàn)性 關(guān)糸。根據(jù)信

13、號(hào)的衰減特性，結(jié)合其他因素的影響提出了多種信號(hào)傳榕棧型，如 弗里斯公無(wú)棧型，加入隔壕因子 WAF,加入地面反射因子FAF,以及根據(jù)實(shí)際 采集數(shù)揚(yáng)集訓(xùn)練岀傳搖棧型等。這些信號(hào)傳樁棧型的方出在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中仍然 不可取，很難找到一個(gè)準(zhǔn)確的棧空來(lái)計(jì)算RSSI與距富的對(duì)應(yīng)關(guān)糸。2.2.3其他走住方廉其他基于藍(lán)牙枝術(shù)的定伐方凍主要是利用鏈路質(zhì)量LQ、藍(lán)牙的功率伸編、 信號(hào)到達(dá)肘間差以及杳詢(xún)反饋速率等方凍。丈故37, 38都采用了基于鏈路質(zhì)量LQ的走住方出，其中37主要利用標(biāo) 走方出采集LQ值和802.11無(wú)線(xiàn)信號(hào)的RSS值，結(jié)合這兩種無(wú)線(xiàn)枝術(shù)賣(mài)現(xiàn)定 伐。賣(mài)驗(yàn)結(jié)果裹朗亦定伐評(píng)估中利用多個(gè)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的一個(gè)主要

14、優(yōu)6是芷種無(wú)線(xiàn)信 號(hào)不能用肘利用其他的無(wú)線(xiàn)信號(hào)僉能實(shí)現(xiàn)定伐，提爲(wèi)定佞糸統(tǒng)魯棒性，實(shí)瞼證朗 用藍(lán)牙信號(hào)結(jié)合802.11信號(hào)有肘并不能提壽定伐新度。丈伙38提出了基于鏈 路質(zhì)量LQ的三步主佞方法，使用低成本的藍(lán)牙設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)需粕度的龍住過(guò)程， 其中三步岌伐過(guò)程分別為L(zhǎng)Q采樣、藍(lán)牙基北調(diào)度和賣(mài)肘定伐。該方法假龍每個(gè) 作為CELL的藍(lán)牙LQ是特岌的，最后用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)棧型來(lái)估計(jì)佞置。Forno F等人39提出構(gòu)建一個(gè)低成本岌住糸統(tǒng)架構(gòu)，提岀用不同功率級(jí)來(lái) 杳詢(xún)周閔的藍(lán)牙設(shè)備，利用一個(gè)簡(jiǎn)單的、可伸編的方也進(jìn)行過(guò)謔測(cè)量和計(jì)算移動(dòng) 伐置，同肘采用了基于類(lèi)比的理想功率伸編狀態(tài)，最后建立了藍(lán)牙Ad hoc傳感 器網(wǎng)絡(luò)

15、。實(shí)驗(yàn)取得了 1.88m的定伐精度。Le Thanh Son等人40針對(duì)當(dāng)前的藍(lán)牙定伐糸統(tǒng)A定伐延遲、精度和可 行性上的問(wèn)題，提出一種新的岌住方親，通過(guò)修改現(xiàn)有的藍(lán)牙規(guī)，利用藍(lán)牙在無(wú) 線(xiàn)信道上傳樁的信號(hào)肘間偏移來(lái)估算佞置，仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到1.5m的岌住粕 度。修改藍(lán)牙規(guī)不是一種實(shí)際可行的方去，而且僅靠棋擬的實(shí)瞼結(jié)果無(wú)出提供足 夠的說(shuō)服力。Barahim, M.Z等人41提出一種低成本，易布置，可升級(jí)定佞柩架。糸統(tǒng) 由葢牙傳威器網(wǎng)絡(luò)和中心控制糸統(tǒng)構(gòu)成，移動(dòng)用戶(hù)能夠接收與伐置和關(guān)的信息， 如庭間標(biāo)志等。糸統(tǒng)能利用OBEX對(duì)象交換協(xié)議來(lái)推送岌住信息，利用三角岌 伐原理可以賣(mài)現(xiàn)壽新度定伐。丈故42中分

16、析了同一個(gè)頻段的 Wi-Fi和藍(lán)牙兩種技術(shù)蠱同肘工作肘的干 撓情況。賣(mài)驗(yàn)結(jié)果表刖A同一無(wú)線(xiàn)信道上連接的AP越多，Wi-Fi之間的干撓越 丸，藍(lán)牙與 Wi-Fi之間的干撓也非常朗顯，而藍(lán)牙設(shè)備之間的干撓非常小。這 樣用藍(lán)牙設(shè)備來(lái)構(gòu)建主佞網(wǎng)絡(luò)能滿(mǎn)足要求。抿據(jù)藍(lán)牙設(shè)備的穩(wěn)良性，提出了布置 藍(lán)牙t戛參考點(diǎn)的龍住方比，冉通過(guò)比軼地圖上參考點(diǎn)的方比來(lái)確龍目標(biāo)用戶(hù) 的伐置，在有RSSI信息的情況下，能夠更精確地估計(jì)坐標(biāo)伐置。但是布置大量 藍(lán)牙參考點(diǎn)增加了岌伐糸統(tǒng)的成本。丈故43中提岀一種CMF龍住架構(gòu)，利用瑩牙錨節(jié)點(diǎn)的冬詢(xún)反饋遠(yuǎn)率 IRR作為岌佞洪數(shù)，采用基于Fingerprinting的方凍采集IRR數(shù)據(jù)

17、，對(duì)定住區(qū) 城的掙態(tài)用戶(hù)進(jìn)行主住。實(shí)膾結(jié)果表朗在藍(lán)牙傳感各較好覆蓋的情況下，只用在 掙態(tài)佞置停塚3分鐘就能取得98%“房間級(jí)”的主住莉度。綜上所述，藍(lán)牙定伐的研配一直探索利用更好的方出來(lái)解決定伐的問(wèn)題， 可以將這些方出歸納為基于Cell-ID的方出、基于信號(hào)肘間偏移的方法、基于信 號(hào)傳桶棧型的方凍、基于Fingerprinting的方法、基于參考點(diǎn)的方法和其他方出 等。盡管藍(lán)牙定佞開(kāi)展了大量的研兜工作，但是暴疙出的首要問(wèn)題是嚏定住粕度 不壽，其次是杳詢(xún)周期過(guò)長(zhǎng)、提供訓(xùn)練樣本的采樣率過(guò)低，這些因素導(dǎo)致利用藍(lán) 牙枝術(shù)賣(mài)現(xiàn)定伐過(guò)程中沒(méi)有取得理想的定伐效果。本丈的耆要目的就是要提壽藍(lán) 牙定伐的精度，提

18、壽藍(lán)牙放術(shù)A寶定伐中的賣(mài)際應(yīng)用意義?？梢愿倪M(jìn)的不足雖然室定伐枝術(shù)和行為識(shí)別枝術(shù)已經(jīng)開(kāi)錢(qián)了丸量的研宛工作，俗然存在許多關(guān)純 的問(wèn)題沒(méi)有解決，如利用信號(hào)強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)寶是住一直面臨信號(hào)強(qiáng)度RSSI受環(huán)境因.m.素影響動(dòng)態(tài)變化的問(wèn)題44；信號(hào)強(qiáng)度依然不是一個(gè)可信的定佞洪數(shù)，基于信號(hào) 強(qiáng)度的藍(lán)牙龍住研丸工作未能取得理想的定住粕度?；诘凸ζ伤{(lán)牙的寶岌住枝術(shù)研丸石志京葢牙簡(jiǎn)介葢牙是一種支持設(shè)備間進(jìn)行短距富無(wú)線(xiàn)通信的枝術(shù)，傳統(tǒng)藍(lán)牙通信距富為 10 *左右，而B(niǎo)LE4.0版本的藍(lán)牙通信距富能達(dá)到100卷。藍(lán)牙牧術(shù)能將各種 使用藍(lán)牙枝術(shù)的電孑設(shè)備（包捋藍(lán)牙音編、藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙筆訶本等）連接起.來(lái)進(jìn) 行無(wú)線(xiàn)通信，無(wú)需

19、冉部署大量的線(xiàn)筑，從而能簡(jiǎn)化設(shè)備問(wèn)的連接。藍(lán)牙采用分布 式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作A全球通用的2.4GHz ISM10 頻段。藍(lán)牙4.011技術(shù)集傳統(tǒng)藍(lán)牙枝術(shù)、需速枝術(shù)和低功耗枝術(shù)于一體，優(yōu)勢(shì)顯 著。A速度上，藍(lán)牙4.0支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸速度下的起短救據(jù)包傳輸，如 此在傳輸小數(shù)據(jù)量肘可以縮短傳輸肘間；在連接延遲上，藍(lán)牙4.0可以在最短3 亳獷免成役備連棲并開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸，延遲奴短；A通信働上，藍(lán)牙4.0最大通 信距富可以達(dá)到100卷，迄運(yùn)起過(guò)同棊 2 傳輸距富；在功耗上，藍(lán)牙4.0 1 持設(shè)備不工作肘進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而障低設(shè)備功耗，延長(zhǎng)設(shè)備使用肘間；準(zhǔn).使用 安全性上，藍(lán)牙4

20、.0使用AES-128加潘算法對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行加密和認(rèn)證，足夠保 證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。金走住技術(shù)發(fā)展資料.隨著當(dāng)今科枝的迅猛發(fā)鐵，尤其是計(jì)算機(jī)枝術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信枝術(shù)和半導(dǎo)體枝術(shù) 的飛速發(fā)袈，大力的推動(dòng)了生今寶主住技術(shù)的發(fā)展。生箭，主流的室定住枝術(shù)主 要包括：紅外岌住枝術(shù),RFID定佞枝術(shù)、藍(lán)牙定位枝術(shù)、起聲波龍住枝術(shù),ZigBee 岌伐枝術(shù)等。其中良佞的療理包括：基于測(cè)距的龍住算比和與距富無(wú)關(guān)的定住算 出。其中與距富無(wú)關(guān)的岌伐算去包括質(zhì)心算出、近似三角形點(diǎn)測(cè)試法和DV_Hop 算凍等，基于測(cè)距的算凍包括TOA算法、TDOA算出、AOA算法、RSSI算 凍等。無(wú)線(xiàn)主伐枝術(shù)起.源于上世紀(jì)八九十年代，生肘，

21、英國(guó)劍怵丸學(xué)研發(fā)的Active Badge6糸統(tǒng)厲于研制嚏無(wú)線(xiàn)枝術(shù)的領(lǐng)跑者，這項(xiàng)枝術(shù)使用了非測(cè)距的紅外線(xiàn)主 伐放術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是功耗低.體積小、揭?guī)》奖悖秉c(diǎn)是定佞算岀復(fù)雜.延肘需， 丸規(guī)十兒秒才能免成一次走伐過(guò)程，這樣對(duì)于寶掙止的楊體來(lái)說(shuō)可以搖受，但對(duì) 于移動(dòng)的楊體來(lái)說(shuō)，其實(shí)肘性丸低，效率不為。而且在寶部署的各傳威器都是通 過(guò)有線(xiàn)方式連接起來(lái)的，布線(xiàn)復(fù)親且增加設(shè)備成本，因此沒(méi)有得到丸規(guī)棧使用。2000年，微軼公司提出了基于射頻枝術(shù)Radar刀的喳定佞糸統(tǒng)，該糸統(tǒng) 賣(mài)現(xiàn)寶定住需要在富線(xiàn)階段采集丸量的RSSI值數(shù)據(jù)詢(xún)錄淮.數(shù)據(jù)庫(kù)里，煞后在A 線(xiàn)階段根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集到的RSSI值以及一定的定住算法最終確定

22、目標(biāo)的佞置，該 糸統(tǒng)定佞精度能達(dá)到6 *以，算比實(shí)肘性也軼需，但缺點(diǎn)是在富線(xiàn)數(shù)據(jù)采集階 段禽要測(cè)量夬量數(shù)據(jù)，這增加了主住所需的工作量，而且換了工作環(huán)境，就又需 要重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，工作量比較丸，因此，該放術(shù)有待改進(jìn)。A國(guó)，寶定佞技術(shù)的研制也是緊跟世界潮流，目前越來(lái)越多的壽等曉校和研 丸機(jī)構(gòu)儀入到該領(lǐng)城中。比如在2002年，請(qǐng)華大學(xué)研死紐研制了基于RFID的 非測(cè)距寶走伐糸統(tǒng)LANDMARC8,該糸統(tǒng)主住粉度達(dá)到了耒級(jí)。在2011年， 岬電丸學(xué)研丸組研制成功了基于TC-OFDM的嚏定伐糸統(tǒng)，該糸統(tǒng)賣(mài)現(xiàn)了木平 優(yōu)于3卷垂直優(yōu)于1耒的需精度喳定伐?；谒{(lán)牙4_0低功耗嚏走住研丸卞金篡2.1國(guó)外金走住

23、技術(shù)介紹目前主澆寶定伐放術(shù)可以根據(jù)使用何種信息可以簡(jiǎn)單分為兩丸類(lèi)：基于指 紋匹配的定住算凍和基于測(cè)距的定伐算曲?；谥讣y匹配的定伐算比又包括確定 性類(lèi)型走伐算出和基于規(guī)率性的定伐算法主要方式就是看丸針對(duì)定佞環(huán)境進(jìn)行 格孑化釆樣、然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后建立此環(huán)境下的指塊庫(kù),實(shí)肘主住階段，便可 以釆用確主型或者概率型算法進(jìn)行樣本匹配便可以得到坐標(biāo)。而基于測(cè)距的定伐 算*、主要是根據(jù)近場(chǎng)射頻所發(fā)射的RSSI建立距富轉(zhuǎn)化樓型。癥實(shí)肘定住的過(guò)程 中、可以根據(jù)實(shí)肘RSSI得到實(shí)肘距富，然后根據(jù)賣(mài)肘距禽采用相應(yīng)的走住算 出荻得賣(mài)肘坐標(biāo)。2.1.1基于WIF1指故匹紀(jì)技術(shù)基于指紋的定住算比主要分為確主型算凍和規(guī)率

24、型算出兩類(lèi)。不論是哪種類(lèi) 型的定伐算比、基本都可以分為窗線(xiàn)釆樣階段和征線(xiàn)主佞階段。柱富線(xiàn)釆樣階段、糸統(tǒng)通過(guò)對(duì)特定樣本數(shù)據(jù)的采集.分析、處理，訓(xùn)練所需的 棧型、確定相關(guān)的洪數(shù)和配蓋，為后續(xù)階段提供救據(jù)基礎(chǔ)。5準(zhǔn)線(xiàn)龍伐階段、糸統(tǒng)通過(guò)對(duì)特定信號(hào)特征進(jìn)行觀測(cè)，并采用特定的方法，使 用富線(xiàn)采擇階段生成的棧型進(jìn)行匹配計(jì)算、從而提供佞置估計(jì)。隨著左伐枝術(shù)研丸的不斷誅入、可以利用的傳息也不斯增多。目it可以後用 來(lái)進(jìn)行龍住的場(chǎng)景中的信號(hào)特征主要有無(wú)線(xiàn)信號(hào)(RSSI).基北FM(FrequencyModulation),礙場(chǎng)信號(hào)等。同肘、棧型的龍義也隨著定伐理怡的不同而多種多樣。 常見(jiàn)的方比包括:基于傳林槻型、

25、基于貝葉斯概率棋型、基于粒子謔波桓架、基 于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等。其中,對(duì)于不同的信號(hào)特征，研究其分布特征、并以其分布特性為 基礎(chǔ)、構(gòu)建和關(guān)的棧型也是常見(jiàn)的研克方法。如無(wú)線(xiàn)龍位方法中，對(duì)于無(wú)統(tǒng)信號(hào)強(qiáng) 度分布的擬合問(wèn)題即可使用壽斯分布、混合爲(wèi)斯分布來(lái)兜成，而其他的說(shuō)如KNN 枝術(shù).核方凍.指紋排序方比，都奴大的豐富了岌佞理論，提供了諸多的可能性。2.1.2基于地礙采樣定住技術(shù)地該場(chǎng)是具有咬粒的福射特性的特緣楊質(zhì)、瑞場(chǎng)是該體問(wèn)相互作用的嫖介。 在寶外環(huán)境屮、地該場(chǎng)的信號(hào)特征基本保持恒岌，但是淮.嚏環(huán)境屮，由于鋼筋 混我土結(jié)構(gòu)、機(jī)房等設(shè)備對(duì)該場(chǎng)凌成局部條亂現(xiàn)象、因此理論上講喳場(chǎng)景不同 的區(qū)城的地滋特程觀測(cè)結(jié)

26、果應(yīng)當(dāng)具有良好的可區(qū)分性。近年關(guān)于使用該場(chǎng)進(jìn)行室定伐的研克成果逐漸增多、往使用WiFi進(jìn)行無(wú) 線(xiàn)定伐遜到瓶頸的今天、使用地礙定佞己經(jīng)成為了 一個(gè)處手可熱的關(guān)注點(diǎn)。而對(duì) 于寶該場(chǎng)特征的肘間遷移性、設(shè)備遷移性研丸，是決主該場(chǎng)是否可彼用來(lái)輔助 走伐的重要標(biāo)準(zhǔn)。2.1.3基于傳號(hào)傳樁朕型的ZigBee寶定住2.3基于信號(hào)傳褊模型的ZigBee嚏龍住ZigBee是一種新興的短距富，低 速率無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)枝術(shù)、它介于射頻幟別和藍(lán)牙之間，也可以用于愛(ài)定住。它有自己的 無(wú)線(xiàn)電標(biāo);隹、一般使用基于測(cè)距方式賣(mài)現(xiàn)龍佞。禽要有特走的ZigBee信標(biāo)，以及 ZigBee摟收器，然后抿據(jù)ZigBee接收器上的RSSI轉(zhuǎn)化為距亂

27、進(jìn)而蠱選擇相應(yīng)的 走伐計(jì)算方親實(shí)現(xiàn)主伐。對(duì)于ZigBee來(lái)說(shuō)，其傳威器只密要很少的能量即可維特.m.正常的廣橋功能.、他的所以其功耗很低，但是由于其傳褊距禽特別低,所以導(dǎo)玫現(xiàn)A 般采用傳感器棲力的方無(wú)來(lái)解決這種方無(wú)。但是近兒年對(duì)于ZigBee寶岌佞 枝術(shù)研兜的不是很多，其中最重要的原因就是詢(xún)妾領(lǐng)城中，沒(méi)有支特ZigBee協(xié)議 的配套智能終端。所以ZigBee 般用來(lái)標(biāo)簽岌佞。ZigBee最顯箸的枝術(shù)特6是 它的低功耗和低成本。同樣、其相對(duì)短扱主要是相配套設(shè)備護(hù)，發(fā)射功率低，距富 近。2.1.4基于傳號(hào)型的蓋牙4.0圭定住葢牙走伐枝術(shù)分為基于指紋匹配以及基于信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量?jī)煞N方無(wú)、而亦這里 選用葢

28、牙4.0是因?yàn)樗{(lán)牙4.0協(xié)議具有張補(bǔ)之前藍(lán)牙功耗爲(wèi)、距富短等缺點(diǎn)。在 這里基于信號(hào)傳樁棧型的藍(lán)牙4.0 室定位是通過(guò)準(zhǔn).圭安裝藍(lán)牙發(fā)射器信標(biāo)這樣 有發(fā)射器組成的走伐鋪點(diǎn)、用戶(hù)使用手機(jī)就可以獲得從三個(gè)點(diǎn)以上的距富以及三 個(gè)點(diǎn)勺身坐標(biāo).通過(guò)方程送代就可以獲得待測(cè)坐標(biāo)點(diǎn)。藍(lán)牙岌住枝術(shù)的最丸優(yōu)點(diǎn)就是易部署.體積小、終端設(shè)備支持多以及另外一 個(gè)最丸優(yōu)點(diǎn)低功耗、這將給寶定佞解決方親的推/帶來(lái)極大便利。只要手機(jī)一直 開(kāi)總?cè)懷?、便可以獲得用戶(hù)的最新住置。采用另外的一個(gè)缺點(diǎn)為藍(lán)牙信號(hào)糸統(tǒng)的 稔主性差，受噪聲傳號(hào)干擾大。2.2國(guó)外童走住解決方余研老介紹2.2.1基于Win指反屯配寶走住鮮決方余上丈提刊的微軼研丸究推岀的RADAR糸統(tǒng)是最經(jīng)典的Win定位糸統(tǒng)親例。 它充分利用寶無(wú)線(xiàn)設(shè)備信號(hào)、通過(guò)指塊采集、岌住肘觀測(cè)、KNN方比等一糸列步 驟最終免成目標(biāo)的定伐。.資料.Horus也是一款經(jīng)典的基于 Win的定住糸統(tǒng)。正如上丈所述,Homs使用樸 素貝葉斯規(guī)率棧型、對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)分布特性進(jìn)行建棧和參數(shù)化裹述，并心龍住 階段進(jìn)行概率計(jì)算和佞置估計(jì)。本丈的研丸基砒WiMap糸統(tǒng)67也是一款經(jīng)典的WiFi定住糸統(tǒng)。WiMap 與Homs為同一類(lèi)型的走住糸統(tǒng)，都是基于貝葉斯概率棋型的。不同的是傳號(hào) 強(qiáng)度分布的問(wèn)題上、WiMap使用混合壽斯棧型去擬合是一項(xiàng)重要的改進(jìn)。同 肘:WiMap還在AP分區(qū)城、設(shè)備