藍牙室內(nèi)定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、基于藍牙傳感網(wǎng)絡的室內(nèi)定位研究及在行為識別中的應用_江德祥2.1 無線定位技術(shù)概述 利用無線技術(shù)實現(xiàn)定位已成為定位研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。每種無線技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點和適用局限性，需要根據(jù)具體的應用場景，考慮系統(tǒng)成本、定位精度、實時性要求、技術(shù)實現(xiàn)難度和算法復雜性等因素。下面主要從應用場景上來介紹研究較為集中的幾種無線定位技術(shù)，其中室外定位主要使用 GPS和 GSM 無線技術(shù)，而室內(nèi)主要利用各種無線傳感器，包括紅外、超聲波、藍牙、Wi-Fi、ZigBee 和 RFID 等?；诩t外的定位系統(tǒng)一般只能實現(xiàn)“房間級”的定位精度，而基于超聲波的定位系統(tǒng)能實現(xiàn)“厘米級”的高精度定位，但是這兩種定位系統(tǒng)需要

2、特定的硬件設備，價格昂貴。這兩種信號的穿透能力差，受墻壁和障礙物遮擋影響較大，并且信號的覆蓋范圍過小，不適合室內(nèi)的大范圍定位。基于 RFID 的定位技術(shù)是基于參考點的思想，在定位區(qū)域布置大量的 RFID 節(jié)點，再進行匹配查找，這樣實現(xiàn)大范圍和高精度的室內(nèi)定位就取決于 RFID 參考點的布置密度。基于 ZigBee 的定位取決于 802.15.4無線技術(shù)的特點，其缺點是短距離和高延時，對利用信號強度 RSSI 來進行位置估計的應用存在一定局限。室內(nèi)定位研究最集中的是基于 Wi-Fi 的定位技術(shù)，由于無線局域網(wǎng)已在城市各個角落大面積覆蓋，完全可以利用現(xiàn)有的無線設備來實現(xiàn)室內(nèi)定位，降低成本和提高定位

3、精度?；?Wi-Fi 的無線信號在室內(nèi)可以達到 100-200 米的覆蓋范圍，能滿足大范圍的室內(nèi)定位需求，其主要原理是利用無線接入點（Access Point，AP）的信號強度 RSS 值，定位設備通過與 AP 之間的信號測量關(guān)系來估計可能的坐標位置。2.2.1 基于范圍檢測的定位方法藍牙定位研究中最先引入了范圍檢測的思想(文中也稱為 Cell-ID 思想)，原因是藍牙無線信號具有有限的短距離范圍特性。一類藍牙設備的信號覆蓋范圍是 100m，2 類藍牙設備是 10m，3 類是 4m?；谶@種范圍特性，當用戶攜帶設備進入到信號覆蓋范圍之內(nèi)時，就能感知用戶的位置，達到對應 Range 范圍的精度

4、。因此在早期的藍牙定位研究中，大部分工作都是基于 Cell-ID 的應用原理。 2003 年 Anastasi G 等人26提出使用藍牙技術(shù)來實現(xiàn)一種定位框架和服務。基于Cell-ID 的方法實現(xiàn)了一個 BIPS 藍牙定位系統(tǒng)。BIPS 系統(tǒng)是在一個建筑物內(nèi)布置藍牙接入點，使用以太網(wǎng)將各個接入點連接到定位服務器上，移動用戶在他的手持終端上就可以看到到達同一建筑物內(nèi)其他移動用戶位置時他必須行進的路線。藍牙接入點的任務是發(fā)現(xiàn)并登記進入它覆蓋區(qū)域的用戶，其位置信息注冊在服務器上。BIPS可以追蹤移動用戶在一個建筑物內(nèi)的走動和站立，實現(xiàn)“房間級”的定位精度。實驗分析了藍牙查詢周期的影響，同時考慮一個移

5、動用戶在藍牙接入點覆蓋范圍內(nèi)的接入時間，比如查詢周期為 3.84s 時，發(fā)現(xiàn)設備的概率在 95%以上，在 20 米的覆蓋范圍內(nèi)以 1.3m/s 的速度移動則接入時間為 15.4s，剩下 11.56 秒可提供服務。 文獻27中同樣利用 Cell-ID 的思路，提出將藍牙與 3G 網(wǎng)絡結(jié)合，組成一個定位服務網(wǎng)絡。文中指出 GPS 不適合室內(nèi)定位，其他幾種技術(shù)(2G 的 Cell-ID，TOA 方法)的定位精度過低，為了提高定位精度，可結(jié)合藍牙技術(shù)實現(xiàn) 10 米的定位精度。 Raffaele Bruno 等人28考慮位置感知的需求以及已有的一些定位和追蹤系統(tǒng)設備成本太高的問題，提出一種基于藍牙的定位

6、和追蹤系統(tǒng)，實現(xiàn)低成本定位方案。該系統(tǒng)同樣利用 Cell-ID 的方法，進入覆蓋點的藍牙設備與藍牙接入點建立連接，重點分析了藍牙的發(fā)現(xiàn)和連接建立過程，以及此過程的時間消耗和延遲。 Chawathe. S. S 等人29描述了一種新的方法來決定移動終端的位置，使用基于Cell-ID 的方法來確定藍牙錨節(jié)點（beacon）交集覆蓋區(qū)域的位置。根據(jù)藍牙 Range的特點，在室內(nèi)環(huán)境下覆蓋的區(qū)域是不規(guī)則的，利用最大分離子超圖的方法來確定錨節(jié)點的布置位置。主要利用藍牙的短距離接收范圍優(yōu)點，以及藍牙設備低成本和易布置的優(yōu)勢。該方法的另一個優(yōu)點是讓移動設備來決定它自己的位置，而藍牙錨節(jié)點和其他用戶都是匿名不

7、確定的。 根據(jù)以上的研究工作，基于范圍檢測的定位方法只能實現(xiàn)“房間級”的定位精度，對于構(gòu)建大范圍的定位追蹤服務網(wǎng)絡是一種可取的方案，但是對于室內(nèi)的高精度定位需求基于范圍檢測的方法只能達到“房間級”的定位精度，不能夠滿足要求。藍牙定位研究中開始探索利用藍牙信號強度 RSSI 來提高定位精度，根據(jù)信號傳播的空間關(guān)系來確定設備的坐標位置。2.2.2 基于信號強度的定位方法藍牙技術(shù)中提供了基于連接的 RSSI 和基于查詢的 RSSI 兩個可供定位技術(shù)實現(xiàn)的參數(shù)。在早期的藍牙規(guī)范中只提供基于連接的 RSSI，這就意味著定位接入點設備和用戶藍牙設備必須在定位階段一直建立連接。應用基于連接的 RSSI 時遇

8、到了一個GRPR 問題，即在信號強度的定義中存在一個黃金分割區(qū)，處于這個分割區(qū)的 RSSI值總為 0，表示在合適的信號接收范圍，對于要將實時 RSSI 值與距離映射成對應關(guān)系的定位方法，GRPR 問題是一個限制點。在以后的藍牙規(guī)范當中，提供了基于查詢的 RSSI，該方法的優(yōu)點是不需要建立連接，只需基本的查詢過程就可以獲取目標藍牙設備的信號強度值。Kotanen. A 等人30引入了基于信號傳播模型的方法，通過讀取連接 RSSI 值來構(gòu)建信號強度與距離的映射關(guān)系。實驗結(jié)果達到了 3.76m 的定位精度，實驗中也使用了擴展的卡漫濾波來實現(xiàn) 3D 位置的估計。但是基于連接的 RSSI 值存在 GRP

9、R 的問題，使得定位參數(shù)并不可靠，小范圍取得 3.76m 的定位精度并不是一個理想的結(jié)果。文獻31中也實現(xiàn)一種基于藍牙信號強度的定位系統(tǒng)，利用藍牙發(fā)送者和接收者之間距離與 RSSI 值的相關(guān)性，采用三角定位來估計位置，在 PDA 上進行了實現(xiàn)。該系統(tǒng)提出了三角定位的公式(LSE)，在地圖上采集標定數(shù)據(jù)，最后用三角定位方法求出位置，定位誤差為 2.06m。系統(tǒng)同樣遇到了 GRPR 的問題，采用了多項式近似轉(zhuǎn)換的方法。Bandara U 等人32提出藍牙定位系統(tǒng)中使用 RSSI 的三個問題：一是室內(nèi)環(huán)境下信號強度受到多徑衰退，干撓等影響；二是信號強度定義中的 GRPR 問題；三是藍牙的連接建立時間

10、過長。提出了一種多天線的接入 AP 的方法，每個天線都連到 AP上，定位服務器分別記錄各個天線上的 RSSI 值。使用一種可變衰減器來解決建立RSSI 映射的問題，使用采集標定數(shù)據(jù)的方法來解決干撓和多徑衰退的問題，實驗獲得了 92% 2m 的定位精度。該方法采用的仍然是基于連接的 RSSI，不過提供了新的藍牙定位思路。Sheng Zhou 等人33提出用一個簡單的 cell 和信號傳輸模型來測量具體的 RSSI值與距離的關(guān)系，系統(tǒng)表明距離誤差為 1.2m。該文獻中同樣遇到了 GRPR 的問題，只是單純的利用信號傳播模型來測量距離與 RSSI 的關(guān)系。文獻34中提出了利用貝葉斯濾波進行藍牙定位和

11、用戶軌跡估計的方法，該方法同樣基于信號強度RSSI與距離的相關(guān)性，利用一個簡單的信號傳播模型來計算距離，再用貝葉斯濾波來估計靜態(tài)用戶和移動用戶的位置。文獻35, 36中采用了基于指紋標定 Fingerprinting 的定位方法。其中35中結(jié)合了藍牙和 Wi-Fi 兩種無線信號，分別在實驗地圖上采集標定數(shù)據(jù)，不僅直接利用信號強度 RSSI 來進行定位，同時文中提出了利用信號差值來解決設備無關(guān)性的問題，消除硬件設備 RSSI 標準不統(tǒng)一的差異。實驗結(jié)果表明結(jié)合藍牙和 Wi-Fi 這兩種無線信號能取得更高的定位精度。文獻36同樣利用 Fingerprinting 定位方法，在辦公室環(huán)境下采集了藍牙

12、 RSSI 標定數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠取得平均 2.5 米的定位精度。系統(tǒng)同時比較了不同藍牙錨節(jié)點個數(shù)、采集訓練樣本和定位樣本個數(shù)對定位精度的影響。從以上基于信號強度的藍牙定位研究工作來看，基于信號傳播模型的方法應用廣泛。一般認為，距離和信號強度 RSSI 之間存在一種基于 LOG 形式的線性關(guān)系。根據(jù)信號的衰減特性，結(jié)合其他因素的影響提出了多種信號傳播模型，如弗里斯公式模型，加入隔墻因子 WAF，加入地面反射因子 FAF，以及根據(jù)實際采集數(shù)據(jù)集訓練出傳播模型等。這些信號傳播模型的方法在實際應用環(huán)境中仍然不可取，很難找到一個準確的模型來計算 RSSI 與距離的對應關(guān)系。2.2.3 其他定位方法其他基于

13、藍牙技術(shù)的定位方法主要是利用鏈路質(zhì)量 LQ、藍牙的功率伸縮、信號到達時間差以及查詢反饋速率等方法。 文獻37, 38都采用了基于鏈路質(zhì)量 LQ 的定位方法，其中37主要利用標定方法采集 LQ 值和 802.11 無線信號的 RSS 值，結(jié)合這兩種無線技術(shù)實現(xiàn)定位。實驗結(jié)果表明在定位評估中利用多個無線信號的一個主要優(yōu)點是某種無線信號不能用時利用其他的無線信號也能實現(xiàn)定位，提高定位系統(tǒng)魯棒性，實驗證明用藍牙信號結(jié)合802.11 信號有時并不能提高定位精度。文獻38提出了基于鏈路質(zhì)量 LQ 的三步定位方法，使用低成本的藍牙設備來實現(xiàn)高精度的定位過程，其中三步定位過程分別為LQ 采樣、藍牙基站調(diào)度和實

14、時定位。該方法假定每個作為 CELL 的藍牙 LQ 是特定的，最后用神經(jīng)網(wǎng)絡模型來估計位置。Forno F 等人39提出構(gòu)建一個低成本定位系統(tǒng)架構(gòu)，提出用不同功率級來查詢周圍的藍牙設備，利用一個簡單的、可伸縮的方法進行過濾測量和計算移動位置，同時采用了基于類比的理想功率伸縮狀態(tài)，最后建立了藍牙 Ad hoc 傳感器網(wǎng)絡。實驗取得了 1.88m 的定位精度。Le Thanh Son 等人40針對當前的藍牙定位系統(tǒng)在定位延遲、精度和可行性上的問題，提出一種新的定位方案，通過修改現(xiàn)有的藍牙規(guī)范，利用藍牙在無線信道上傳播的信號時間偏移來估算位置，仿真實驗能夠達到 1.5m 的定位精度。修改藍牙規(guī)范不是

15、一種實際可行的方法，而且僅靠模擬的實驗結(jié)果無法提供足夠的說服力。Barahim, M.Z 等人41提出一種低成本，易布置，可升級定位框架。系統(tǒng)由藍牙傳感器網(wǎng)絡和中心控制系統(tǒng)構(gòu)成，移動用戶能夠接收與位置相關(guān)的信息，如房間標志等。系統(tǒng)能利用 OBEX 對象交換協(xié)議來推送定位信息，利用三角定位原理可以實現(xiàn)高精度定位。文獻42中分析了同一個頻段的 Wi-Fi 和藍牙兩種技術(shù)在同時工作時的干撓情況。實驗結(jié)果表明在同一無線信道上連接的 AP 越多，Wi-Fi 之間的干撓越大，藍牙與 Wi-Fi 之間的干撓也非常明顯，而藍牙設備之間的干撓非常小。這樣用藍牙設備來構(gòu)建定位網(wǎng)絡能滿足要求。根據(jù)藍牙設備的穩(wěn)定性，

16、提出了布置藍牙 tag 參考點的定位方法，再通過比較地圖上參考點的方法來確定目標用戶的位置，在有 RSSI 信息的情況下，能夠更精確地估計坐標位置。但是布置大量藍牙參考點增加了定位系統(tǒng)的成本。文獻43中提出一種 CMF 定位架構(gòu)，利用藍牙錨節(jié)點的查詢反饋速率 IRR 作為定位參數(shù)，采用基于 Fingerprinting 的方法采集 IRR 數(shù)據(jù)，對定位區(qū)域的靜態(tài)用戶進行定位。實驗結(jié)果表明在藍牙傳感器較好覆蓋的情況下，只用在靜態(tài)位置停留 3 分鐘就能取得 98%“房間級”的定位精度。綜上所述，藍牙定位的研究一直探索利用更好的方法來解決室內(nèi)定位的問題，可以將這些方法歸納為基于 Cell-ID 的方

17、法、基于信號時間偏移的方法、基于信號傳播模型的方法、基于 Fingerprinting 的方法、基于參考點的方法和其他方法等。盡管藍牙定位開展了大量的研究工作，但是暴露出的首要問題是室內(nèi)定位精度不高，其次是查詢周期過長、提供訓練樣本的采樣率過低，這些因素導致利用藍牙技術(shù)實現(xiàn)定位過程中沒有取得理想的定位效果。本文的首要目的就是要提高藍牙定位的精度，提高藍牙技術(shù)在室內(nèi)定位中的實際應用意義。可以改進的不足雖然室內(nèi)定位技術(shù)和行為識別技術(shù)已經(jīng)開展了大量的研究工作，仍然存在許多關(guān)鍵的問題沒有解決，如利用信號強度實現(xiàn)室內(nèi)定位一直面臨信號強度 RSSI 受環(huán)境因素影響動態(tài)變化的問題44；信

18、號強度依然不是一個可信的定位參數(shù)，基于信號強度的藍牙定位研究工作未能取得理想的定位精度。 基于低功耗藍牙的室內(nèi)定位技術(shù)研究_石志京藍牙簡介藍牙是一種支持設備間進行短距離無線通信的技術(shù)，傳統(tǒng)藍牙通信距離為 10 米左右，而 BLE4.0 版本的藍牙通信距離能達到 100 米。藍牙技術(shù)能將各種使用藍牙技術(shù)的電子設備(包括藍牙音箱、藍牙耳機、藍牙筆記本等)連接起來進行無線通信，無需再部署大量的線纜，從而能簡化設備間的連接。藍牙采用分布式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM10頻段。 藍牙 4.011技術(shù)集傳統(tǒng)藍牙技術(shù)、高速技術(shù)和低功耗技術(shù)于一體，優(yōu)勢顯著。在速度上

19、，藍牙 4.0 支持 1Mbps 數(shù)據(jù)傳輸速度下的超短數(shù)據(jù)包傳輸，如此在傳輸小數(shù)據(jù)量時可以縮短傳輸時間；在連接延遲上，藍牙 4.0 可以在最短 3 毫秒內(nèi)完成設備連接并開始數(shù)據(jù)傳輸，延遲極短；在通信范圍上，藍牙 4.0 最大通信距離可以達到 100 米，遠遠超過同類產(chǎn)品傳輸距離；在功耗上，藍牙 4.0 支持設備不工作時進入休眠狀態(tài)，從而降低設備功耗，延長設備使用時間；在使用安全性上，藍牙 4.0 使用 AES-128 加密算法對數(shù)據(jù)包進行加密和認證，足夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。室?nèi)定位技術(shù)發(fā)展隨著當今科技的迅猛發(fā)展，尤其是計算機技術(shù)、無線通信技術(shù)和半導體技術(shù)的飛速發(fā)展，大力的推動了當今室內(nèi)定位技

20、術(shù)的發(fā)展。當前，主流的室內(nèi)定位技術(shù)主要包括：紅外定位技術(shù)、RFID 定位技術(shù)、藍牙定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、ZigBee 定位技術(shù)等。其中定位的原理包括：基于測距的定位算法和與距離無關(guān)的定位算法。其中與距離無關(guān)的定位算法包括質(zhì)心算法、近似三角形內(nèi)點測試法和 DV_Hop 算法等，基于測距的算法包括TOA 算法、TDOA 算法、AOA 算法、RSSI 算法等。 無線定位技術(shù)起源于上世紀八九十年代，當時，英國劍橋大學研發(fā)的 Active Badge6系統(tǒng)屬于研制室內(nèi)無線技術(shù)的領(lǐng)跑者，這項技術(shù)使用了非測距的紅外線定位技術(shù)，優(yōu)點是功耗低、體積小、攜帶方便，但缺點是定位算法復雜、延時高，大概十幾秒才能完

21、成一次定位過程，這樣對于室內(nèi)靜止的物體來說可以接受，但對于移動的物體來說，其實時性太低，效率不高。而且在室內(nèi)部署的各傳感器都是通過有線方式連接起來的，布線復雜且增加設備成本，因此沒有得到大規(guī)模使用。 2000 年，微軟公司提出了基于射頻技術(shù) Radar7的室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)室內(nèi)定位需要在離線階段采集大量的 RSSI 值數(shù)據(jù)記錄在數(shù)據(jù)庫里，然后在在線階段根據(jù)現(xiàn)場采集到的 RSSI 值以及一定的定位算法最終確定目標的位置，該系統(tǒng)定位精度能達到6 米以內(nèi)，算法實時性也較高，但缺點是在離線數(shù)據(jù)采集階段需要測量大量數(shù)據(jù)，這增加了定位所需的工作量，而且換了工作環(huán)境，就又需要重新進行數(shù)據(jù)采集，工作量比

22、較大，因此，該技術(shù)有待改進。 在國內(nèi)，室內(nèi)定位技術(shù)的研制也是緊跟世界潮流，目前越來越多的高等院校和研究機構(gòu)投入到該領(lǐng)域中。比如在 2002 年，清華大學研究組研制了基于 RFID 的非測距室內(nèi)定位系統(tǒng) LANDMARC8，該系統(tǒng)定位精度達到了米級。在 2011 年，北京郵電大學研究組研制成功了基于 TC-OFDM 的室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了水平優(yōu)于 3 米垂直優(yōu)于1 米的高精度室內(nèi)定位。基于藍牙4_0低功耗室內(nèi)定位研究_卞合善2.1國內(nèi)外室內(nèi)定位技術(shù)介紹目前主流室內(nèi)定位技術(shù)可以根據(jù)使用何種信息可以簡單分為兩大類:基于指紋匹配的定位算法和基于測距的定位算法?；谥讣y匹配的定位算法又包括確定性類

23、型定位算法和基于概率性的定位算法,主要方式就是首先針對定位環(huán)境進行格子化釆樣,然后進行數(shù)據(jù)處理后建立此環(huán)境下的指紋庫,實時定位階段,便可以釆用確定型或者概率型算法進行樣本匹配便可以得到坐標。而基于測距的定位算法,主要是根據(jù)近場射頻所發(fā)射的RSSI建立距離轉(zhuǎn)化模型。在實時定位的過程中,可以根據(jù)實時RSSI得到實時距離,然后根據(jù)實時距離采用相應的定位算法獲得實時坐標。2.1.1 基于WIFI指紋匹配技術(shù)基于指紋的定位算法主要分為確定型算法和概率型算法兩類。不論是哪種類型的定位算法,基本都可以分為離線釆樣階段和在線定位階段。在離線釆樣階段,系統(tǒng)通過對特定樣本數(shù)據(jù)的采集、分析、處理,訓練所需的模型,確

24、定相關(guān)的參數(shù)和配置,為后續(xù)階段提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在在線定位階段,系統(tǒng)通過對特定信號特征進行觀測,并采用特定的方法,使用離線采樣階段生成的模型進行匹配計算,從而提供位置估計。隨著定位技術(shù)研究的不斷深入,可以利用的信息也不斷增多。目前,可以被用來進行定位的場景中的信號特征主要有無線信號(RSSI)、基站FM(Frequency Modulation)、磁場信號等。同時,模型的定義也隨著定位理論的不同而多種多樣。常見的方法包括:基于傳播模型、基于貝葉斯概率模型、基于粒子濾波框架、基于神經(jīng)網(wǎng)絡等等。其中,對于不同的信號特征,研宄其分布特征,并以其分布特性為基礎(chǔ),構(gòu)建相關(guān)的模型也是常見的研宄方法。如無線定位

25、方法中,對于無線信號強度分布的擬合問題即可使用高斯分布、混合高斯分布來完成,而其他的諸如KNN技術(shù)、核方法、指紋排序方法,都極大的豐富了定位理論,提供了諸多的可能性。2.1.2基于地磁采樣定位技術(shù)地磁場是具有波粒的福射特性的特殊物質(zhì),磁場是磁體間相互作用的媒介。在室外環(huán)境屮,地磁場的信號特征基本保持恒定,但是在室內(nèi)環(huán)境屮,由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、機房等設備對磁場造成局部紊亂現(xiàn)象,因此理論上講室內(nèi)場景不同的區(qū)域的地磁特征觀測結(jié)果應當具有良好的可區(qū)分性。近年關(guān)于使用磁場進行室內(nèi)定位的研究成果逐漸增多,在使用WiFi進行無線定位遇到瓶頸的今天,使用地磁定位己經(jīng)成為了一個灸手可熱的關(guān)注點。而對于室內(nèi)磁場特

26、征的時間遷移性、設備遷移性研究,是決定磁場是否可被用來輔助定位的重要標準。2.1.3基于信號傳播模型的ZigBee室內(nèi)定位2.1.3基于信號傳播模型的ZigBee室內(nèi)定位ZigBee是一種新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡技術(shù),它介于射頻識別和藍牙之間,也可以用于室內(nèi)定位。它有自己的無線電標準,一般使用基于測距方式實現(xiàn)定位。需要有特定的ZigBee信標,以及ZigBee接收器,然后根據(jù)ZigBee接收器上的RSSI轉(zhuǎn)化為距離,進而在選擇相應的定位計算方案實現(xiàn)定位。對于ZigBee來說,其傳感器只需要很少的能量即可維持正常的廣播功能,他的所以其功耗很低,但是由于其傳播距離特別低,所以導致現(xiàn)在一般采用傳

27、感器接力的方式來解決這種方式。但是近幾年對于ZigBee室內(nèi)定位技術(shù)研究的不是很多,其中最重要的原因就是消費領(lǐng)域中,沒有支持ZigBee協(xié)議的配套智能終端。所以ZigBee 般用來標簽定位。ZigBee最顯著的技術(shù)特點是它的低功耗和低成本。同樣,其相對短板主要是相配套設備少,發(fā)射功率低,距離近。2.1.4基于信號傳播模型的藍牙4.0室內(nèi)定位藍牙定位技術(shù)分為基于指紋匹配以及基于信號強度測量兩種方式,而在這里選用藍牙4.0是因為藍牙4.0協(xié)議具有彌補之前藍牙功耗高、距離短等缺點。在這里基于信號傳播模型的藍牙4.0室內(nèi)定位是通過在室內(nèi)安裝藍牙發(fā)射器信標這樣有發(fā)射器組成的定位鋪點,用戶使用手機就可以獲

28、得從三個點以上的距離以及三個點自身坐標,通過方程迭代就可以獲得待測坐標點。藍牙定位技術(shù)的最大優(yōu)點就是易部署、體積小、終端設備支持多以及另外一個最大優(yōu)點低功耗,這將給室內(nèi)定位解決方案的推廣帶來極大便利。只要手機一直開啟藍牙,便可以獲得用戶的最新位置。采用另外的一個缺點為藍牙信號系統(tǒng)的穩(wěn)定性差,受噪聲信號干擾大。2.2國內(nèi)外室內(nèi)定位解決方案研究介紹2.2.1 基于Win指紋匹配室內(nèi)定位解決方案上文提到的微軟研究院推出的RADAR系統(tǒng)是最經(jīng)典的Win定位系統(tǒng)案例。它充分利用室內(nèi)無線設備信號,通過指紋采集、定位時觀測、KNN方法等一系列步驟最終完成目標的定位。Horus也是一款經(jīng)典的基于Win的定位系統(tǒng)。正如上文所述,Homs使用樸素貝葉斯概率模型,對無線信號的統(tǒng)計分布特性進行建模和參數(shù)化表述,并在定位階段進行概率計算和位置估計。本文的研究基礎(chǔ)WiMap系統(tǒng)6【7】也是一款經(jīng)典的WiFi定位系統(tǒng)。WiMap與Homs為同一類型的定位系統(tǒng),都是基于貝葉斯概率模型的。不同的是,在信號強度分布的問題上,WiMap使用混合高斯模型去擬合,是一項重要的改進。同時,WiMap還在AP分區(qū)域、設備遷移性