重慶郵電大學(xué)畢設(shè)論文-基于無(wú)線局域網(wǎng)的室內(nèi)定位與預(yù)測(cè)

1、審定成績(jī):重慶郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于無(wú)線局域網(wǎng)的室內(nèi)定位與預(yù)測(cè)學(xué)院 名稱：通信與信息工程學(xué)院學(xué)生姓名：專業(yè)：通信工程班級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：答辯組負(fù)責(zé)人：填表時(shí)間：年月重慶郵電大學(xué)教務(wù)處制重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要近年來(lái)，基于無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN ）的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋到大部分的公共場(chǎng)所。 移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在機(jī)場(chǎng)、酒店、商務(wù)樓宇等室內(nèi)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)布置也越來(lái)越完整，基于 WLAN的增值業(yè)務(wù)呼之欲出。基于接收信號(hào)強(qiáng)度的WLAN定位是根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度 隨距離變化而變化的規(guī)律進(jìn)行定位，它不需要添加額外的硬件設(shè)備來(lái)進(jìn)行精確的時(shí)間 同步和角度測(cè)量，能充分利用現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)設(shè)施，將定位

2、系統(tǒng)的應(yīng)用范圍擴(kuò)大到樓群 和室內(nèi)，降低成本。論文主要介紹在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境中路由器發(fā)射無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度的預(yù)測(cè)與分析。為了更好地使室內(nèi)環(huán)境中的信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到一個(gè)合理的覆蓋， 通過(guò)提前采樣實(shí)際環(huán)境中某點(diǎn)的 信號(hào)強(qiáng)度，代入對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型進(jìn)行運(yùn)算，可以計(jì)算出其它位置的信號(hào)強(qiáng)度。 根據(jù)計(jì)算得出的結(jié)果，可以預(yù)測(cè)其他位置的接收信號(hào)強(qiáng)度的大小， 從而來(lái)達(dá)到更好的 路由布局。論文用軟件MATLAB中界面設(shè)計(jì)與圖像處理，結(jié)合無(wú)線信道傳輸方面的知識(shí)， 設(shè)計(jì)出一個(gè)用戶操作界面。用戶通過(guò)該操作界面，可以預(yù)測(cè)出不同位置處距離各個(gè) AP點(diǎn)的接受信號(hào)強(qiáng)度。【關(guān)鍵詞】無(wú)線定位 WLAN 無(wú)線信道 自由空間傳播模型 室內(nèi)空間傳播損耗

3、 對(duì)數(shù)路距離路徑損耗模型重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ABSTRACTIn recent years, the wireless network (WLAN) based on wireless local area network has covered most of the public places. Mobile operators has increasingly completed the network arrangement in indoor areas,like airports, hotels, commercial buildings.The value-added

4、 services based on WLAN is getting ready for the society. WLAN positioning received signal strength is based on the received signal strength varying with distance and the variation of location-based, it does not needadditional hardware to carry out precise time synchronization and angle measurement,

5、 can make full use of the existing wireless network facilities.It will expand the range of applications of positioning systems to buildings and indoor,and reduce costs.The paper describes how to analysis and predict wireless routers transmitting signal strength in complex indoor environment. In orde

6、r to make the indoor environment signal strength reaching a reasonablecoverage,we can sample the signal strength of the actual environment of a point in advance.By putting the sample values into a logarithmic distance path loss model calculating, we can calculate the signal strength of the other loc

7、ations. According to the calculated results,we can predict the received signal strength of other locations, achieve the better routing layout.The paper designa user interface by the software interface and image processingin MATLAB, combining with the knowledge ofwireless channel transferring. Throug

8、h the user interface, you can predict the acceptable signal strength at different positions from a variety of AP points.Key words】 Wireless LocationWLAN Radio channel Free space propagation model Interior space propagation loss Lognormal model shadow重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookm

9、ark8 o Current Document 第一章室內(nèi)無(wú)線定位概述6 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第一節(jié)室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)6 HYPERLINK l bookmark12 o Current Document 一、無(wú)線定位的概述 6 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 二、室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)的分類 6 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 第二節(jié)室內(nèi)定位系統(tǒng)7 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 一

10、、室內(nèi)定位系統(tǒng)的基本原理 7 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 二、室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位方法 8 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 第三節(jié) WLAN定位技術(shù) 9 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 一、WLAN定位技術(shù)的簡(jiǎn)介 9 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 二、WLAN的工作原理 9 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 三、WLAN 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1

11、0 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 四、WLAN室內(nèi)傳播的影響因素 11 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 第四節(jié)本章小結(jié)12 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 第二章無(wú)線傳輸系統(tǒng)的傳輸原理及衰減模型 13 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 第一節(jié)無(wú)線信道的簡(jiǎn)介13 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 第二節(jié) 自由空間傳播模型 13 HYPERLI

12、NK l bookmark54 o Current Document 第三節(jié)室內(nèi)空間傳播14 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 一、室內(nèi)空間傳播損耗14二、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型 14 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 第四節(jié)本章小結(jié)16 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 第三章 MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)及 GUI的設(shè)計(jì)17第一節(jié)MATLAB的簡(jiǎn)介17 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 一、MATLAB

13、軟件特點(diǎn)17 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 二、MATLAB 軟件優(yōu)勢(shì) 17第二節(jié)MTLAB GUI設(shè)計(jì)18一、MATLAB GUI 編程概述18 HYPERLINK l bookmark81 o Current Document 二、GUI基本概念18 HYPERLINK l bookmark89 o Current Document 第三節(jié)本章小結(jié)21 HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 第四章RSS預(yù)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)22 HYPERLINK l bookmark93 o Current Doc

14、ument 第一節(jié) GUI界面的初步建立 22重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark95 o Current Document 一、創(chuàng)建GUI界面22 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document 二、GUI中的回調(diào)函數(shù) 24 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 三、運(yùn)行效果圖27第二節(jié)MATLAB下的RSS預(yù)測(cè)函數(shù)28 HYPERLINK l bookmark111 o Current Document 一、算法實(shí)際應(yīng)用原理 28 HYPER

15、LINK l bookmark113 o Current Document 二、MATLAB算法函數(shù)29 HYPERLINK l bookmark115 o Current Document 第三節(jié)實(shí)際環(huán)境采樣與測(cè)量30 HYPERLINK l bookmark117 o Current Document 一、實(shí)際點(diǎn)采樣30 HYPERLINK l bookmark119 o Current Document 二、RSS 預(yù)測(cè)31 HYPERLINK l bookmark121 o Current Document 第四節(jié)本章小結(jié)33 HYPERLINK l bookmark123 o Cur

16、rent Document 結(jié)論34 HYPERLINK l bookmark125 o Current Document 致謝36 HYPERLINK l bookmark127 o Current Document 參考文獻(xiàn)36 HYPERLINK l bookmark129 o Current Document 附錄37 HYPERLINK l bookmark131 o Current Document 一、英文原文：38 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 二、英文翻譯：38 HYPERLINK l bookmark135 o Cur

17、rent Document 三、源程序：38重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、兒 、,刖百無(wú)線網(wǎng)絡(luò)利用無(wú)線技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、 話音和視頻信號(hào)。它作為傳統(tǒng)布線網(wǎng)絡(luò) 的一種替代方案或延伸。它把個(gè)人從辦公桌邊解放了出來(lái)，使人們可以隨時(shí)隨地獲取 信息，提高了人們的辦公效率，豐富了人們的生活。20世紀(jì)末，室內(nèi)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)正式制定并投入使用，校園、辦公大樓和家庭 中已經(jīng)廣泛存在基于IEEE802.n協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng) WLAN。由于PDA(Personal Digital Assistant)、PC(Personal Computer殍移動(dòng)設(shè)備也都內(nèi)置有無(wú)線網(wǎng)卡，這些都大大促進(jìn) 了 WLAN的室內(nèi)定位技

18、術(shù)的發(fā)展。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有有線網(wǎng)絡(luò)不具有的優(yōu)勢(shì)，因此無(wú)線網(wǎng)絡(luò)研究已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)研究出現(xiàn)了很多成果，不過(guò)，目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的研究才剛剛處于起步階段，很多領(lǐng)域技術(shù)都還不成熟。但毋庸置疑，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在未來(lái)一定有 廣闊的發(fā)展前景。研究無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，那么就必須研究無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的信號(hào)強(qiáng)度。 信號(hào)強(qiáng)度 的大小、覆蓋的范圍都代表無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的好壞。因此對(duì)信號(hào)強(qiáng)度在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境中的預(yù) 測(cè)分析可以更好的設(shè)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的更高利用率。重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章室內(nèi)無(wú)線定位概述第一節(jié)室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)一、無(wú)線定位的概述無(wú)線定位是指利用無(wú)線電波信號(hào)確定移動(dòng)設(shè)備在某一參考坐標(biāo)系統(tǒng)中的

19、位置。位置信息包括移動(dòng)設(shè)備的有關(guān)坐標(biāo)，通常是指的在地理坐標(biāo)系下移動(dòng)設(shè)備所處位置的經(jīng) 度、緯度和高度信息。、室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)的分類無(wú)線定位可以分為室外無(wú)線定位和室內(nèi)無(wú)線定位兩類。 室外無(wú)線定位主要有GPS 全球定位系統(tǒng)，它己在全球范圍內(nèi)廣泛使用，此外還有蜂窩無(wú)線定位技術(shù)。室內(nèi)無(wú)線 定位主要有紅外線、超聲波、藍(lán)牙和無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN ）等定位技術(shù)。下面具體分 析這些室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)情況。.紅外線室內(nèi)定位技術(shù)其原理是紅外線IR （Infrared Radiation）標(biāo)識(shí)發(fā)射紅外射線，安裝在室內(nèi)的光學(xué) 傳感器進(jìn)行接收，從而實(shí)現(xiàn)定位功能。紅外線可以提供較高的室內(nèi)定位精度，但是不能穿過(guò)障礙物，

20、限制了射線只能視距傳播。直線視距傳播和傳播距離短，此兩大缺點(diǎn) 使其室內(nèi)整體定位性能變差。.超聲波技術(shù)主要采用反射形式的測(cè)距方法，利用三邊定位等算法確定物體的位置。發(fā)射設(shè)備 發(fā)射超聲波，并接收由被測(cè)物體產(chǎn)生的反射回波，根據(jù)回波與發(fā)射波之間的時(shí)間差計(jì) 算出待測(cè)距離。利用該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行定位，可以得到整體精度較高的定位服務(wù)，并且結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單。但是超聲波在很大程度上會(huì)受到多徑效應(yīng)和非視距傳播影響，同時(shí)需要大量的底層硬件設(shè)施做支撐，帶來(lái)了較高的成本代價(jià)。.藍(lán)牙技術(shù)該項(xiàng)技術(shù)利用信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行定位。用戶要想獲得自身位置信息，需要在室內(nèi)安裝 一定數(shù)目的藍(lán)牙局域網(wǎng)接入點(diǎn)做硬件支持， 并按照基于多用戶的網(wǎng)絡(luò)連接模式進(jìn)行網(wǎng)

21、 絡(luò)配置，然后確保藍(lán)牙設(shè)備是該范圍內(nèi)的主設(shè)備。 這是一種短距離、低功耗的無(wú)線定 位技術(shù)，最大的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備體積小，因此可以很方便地集成在 PC、PDA以及手機(jī)中，重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）具有便捷的推廣普及性。理論上，如果用戶持有集成藍(lán)牙功能的移動(dòng)終端設(shè)備，并啟 動(dòng)藍(lán)牙功能，則定位系統(tǒng)就能夠提供位置服務(wù)。 該項(xiàng)技術(shù)主要的不足是需要利用的藍(lán) 牙器件和設(shè)備比較昂貴，而且在復(fù)雜的空間環(huán)境內(nèi)，容易受到噪聲信號(hào)干擾，導(dǎo)致系 統(tǒng)的穩(wěn)定性稍差。.無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)（WLAN ）基于IEEE802. 11協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng)以其高速通信、部署方便的特點(diǎn)，己廣泛 分布在校園，辦公大樓內(nèi)。人們對(duì)隨時(shí)隨地保持連接的無(wú)線

22、服務(wù)的需求與日俱增，使得越來(lái)越多的企業(yè)考慮應(yīng)用或己經(jīng)部署了無(wú)線局域網(wǎng)?；诮邮招盘?hào)強(qiáng)度的WLAN定位是根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度隨距離變化而變化的規(guī)律 來(lái)進(jìn)行定位，它不需要添加額外的硬件設(shè)備來(lái)進(jìn)行精確的時(shí)間同步和角度測(cè)量，能充分利用現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，因而極大地降低了系統(tǒng)的部署成本。在基于接收信號(hào)強(qiáng)度的WLAN定位過(guò)程中，由于室內(nèi)建筑布局復(fù)雜，信號(hào)傳播 中會(huì)受到門(mén)窗、天花板等的阻擋，引起無(wú)線電信號(hào)的反射、折射、衍射等現(xiàn)象。無(wú)線 局域網(wǎng)的主協(xié)議IEEE802. 11協(xié)議工作在2. 4GHz的公共頻段上，這使得信號(hào)在傳 播過(guò)程中會(huì)受到其它使用該頻段的設(shè)備的干擾。另外，室內(nèi)人員較多，人體也是干擾 無(wú)線信號(hào)

23、的因素之一。因此，各種噪聲干擾已經(jīng)成為影響室內(nèi)定位精度的主要障礙。與前面討論的室內(nèi)定位技術(shù)相比，基于 WLAN的室內(nèi)定位技術(shù)不需要添加額外 的硬件設(shè)備，能充分利用現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施， 極大的降低了成本，因而成為目 前室內(nèi)定位技術(shù)的研究熱點(diǎn)。第二節(jié)室內(nèi)定位系統(tǒng)一、室內(nèi)定位系統(tǒng)的基本原理在室內(nèi)定位系統(tǒng)中根據(jù)位置是否已知，可以分為位置己知的參考點(diǎn)和位置未知的 目標(biāo)點(diǎn)。室內(nèi)定位系統(tǒng)首先感知對(duì)方，檢測(cè)并計(jì)算信號(hào)到達(dá)時(shí)間（ TOA）、信號(hào)到達(dá) 角度（AOA）或者接收信號(hào)強(qiáng)度（RSS）,作為度量指標(biāo)匯總到定位服務(wù)程序；定位 服務(wù)程序再通過(guò)某種定位算法計(jì)算得到用戶的位置坐標(biāo)（ x, y, z）并在定位終端

24、上 顯小。其基本原理圖如圖1. 2. 1所小。重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)圖1.2.1室內(nèi)定位系統(tǒng)原理圖二、室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位方法在室內(nèi)定位系統(tǒng)中，設(shè)備間距離或角度的測(cè)量方法主要有：信號(hào)到達(dá)時(shí)間(Time Of Arrival , TOA)、信號(hào)到達(dá)時(shí)間差(Time Difference Of Arrival , TDOA)、信號(hào)到 達(dá)角度(Angle Of Arrival , AOA)和接收信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal Strength RSS )。TOA技術(shù)通過(guò)測(cè)量移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的定位信號(hào)到達(dá)多個(gè)基站的傳播時(shí)間來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)的位置。TDOA技術(shù)通過(guò)測(cè)量移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的定位信號(hào)到達(dá)多個(gè)

25、基站的傳播時(shí)間差來(lái)確定移動(dòng)臺(tái)的位 置，降低了時(shí)間同步要求。AOA技術(shù)基站通過(guò)陣列天線測(cè)出接收信號(hào)從移動(dòng)設(shè)備到兩個(gè)以上基站的傳輸路徑的電波 入射角獲得位置信息的。RSS技術(shù)信號(hào)強(qiáng)度法(RSS)通過(guò)計(jì)算信號(hào)的傳播損耗，使用理論或者經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)將傳播 損耗轉(zhuǎn)化為距離。在自由空間中，距發(fā)射機(jī)d處的天線接收到的信號(hào)強(qiáng)度可由下式給 出：Pr(d) = pt * gt* g九2/(4兀)2公式(1.2.1)其中Pt是發(fā)射機(jī)功率，gt是發(fā)射天線增益，g,代表接收天線增益，九是信號(hào)波 長(zhǎng)，d是發(fā)射與接收設(shè)備之間的距離，pr是接收機(jī)接收到的信號(hào)功率。由上式可知，在自由空間中，接收功率隨收發(fā)設(shè)備間距離的平方衰減。然而

26、，上 述公式只是理想模型，實(shí)際應(yīng)用中要復(fù)雜的多。例如在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中，反射、多 徑傳播、天線增益等都會(huì)使相同的距離產(chǎn)生不同的傳播損耗?；诮邮招盘?hào)強(qiáng)度(RSS)的無(wú)線局域網(wǎng)定位是根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度隨距離變化而重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)變化的規(guī)律進(jìn)行定位，與TOA、TDOA和AOA無(wú)線局域網(wǎng)定位技術(shù)相比，它不需要 添加額外的硬件設(shè)備來(lái)進(jìn)行精確的時(shí)間同步和角度測(cè)量， 能充分利用現(xiàn)有的無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 基礎(chǔ)設(shè)施，從而大大降低了成本，因而成為室內(nèi)定位技術(shù)的研究熱點(diǎn)。 本論文的研究 方法也主要是通過(guò)RSS來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第三節(jié)WLAN定位技術(shù)一、WLAN定位技術(shù)的簡(jiǎn)介無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)，是一種利用射頻(Radio F

27、requency, RF)技術(shù)進(jìn)行據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)， 該技術(shù)的出現(xiàn)絕不是用來(lái)取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來(lái)彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足， 以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸之目的，使得無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡(jiǎn)單的存取架構(gòu)讓用戶透過(guò)它，實(shí)現(xiàn)無(wú)網(wǎng)線、無(wú)距離限制的通暢網(wǎng)絡(luò)。目前 WLAN 所包含的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有：IEEE802. 11b協(xié)議、IEEE802. 11a協(xié)議、 IEEE802.11g協(xié)議、IEEE802.11E 協(xié)議、IEEE802.11i 協(xié)議、無(wú)線應(yīng)用協(xié)議(WAP)?WLAN 的IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)使用 5 GHz頻段，支持的最大速度為 54M ,而 IEEE802.11b和IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)使用 2.4 GH

28、z頻段，分別支持最大 11M 和54M 的速度？工作于2.4GHz頻帶是不需要執(zhí)照的，該頻段屬于工業(yè)、教育、醫(yī)療等專用 頻段，是公開(kāi)的，工作于5.15 8.825GHz頻帶需要執(zhí)照的？二、WLAN的工作原理WLAN的物理組成結(jié)構(gòu)由站(Station,STA)、無(wú)線傳輸介質(zhì)(Wireless Transmission Medium,WM)、無(wú)線接入點(diǎn)AP和分布式系統(tǒng)(Distribution System, DS)等幾部分組成。WLAN由無(wú)線網(wǎng)卡、接入控制器設(shè)備(Access Controller, AC)、無(wú)線接入點(diǎn)(Access Point, AP)、計(jì)算機(jī)和有關(guān)設(shè)備組成。下面以最廣泛使用的

29、無(wú)線網(wǎng)卡為例說(shuō)明 WLAN 的工作原理。一個(gè)無(wú)線網(wǎng)卡主要包括網(wǎng)卡單元(NIC)、擴(kuò)頻通信機(jī)和天線三個(gè)組成功能塊。網(wǎng)卡單元屬于數(shù)據(jù)鏈路層，由它負(fù)責(zé)建立主機(jī)與物理層之間的連接。擴(kuò)頻通信機(jī) 與物理層建立了對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電信號(hào)的接收與發(fā)射。當(dāng)計(jì)算機(jī)要接收信息時(shí)，擴(kuò)頻通信機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)天線接收信息，并對(duì)該信息進(jìn)行處 理，判斷是否要發(fā)給NIC,如果是，則將信息幀發(fā)送給 NIC,否則丟棄。如果擴(kuò)頻通 信機(jī)發(fā)現(xiàn)接收到的信息有錯(cuò)，則通過(guò)天線發(fā)送給對(duì)方一個(gè)出錯(cuò)信息， 通知發(fā)送端重新重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）發(fā)送此信息幀。當(dāng)計(jì)算機(jī)要發(fā)送信息時(shí)，主機(jī)先將待發(fā)送的信息傳送給NIC,由NIC首先監(jiān)測(cè)信道是否空閑，若

30、空閑立即發(fā)送，否則暫不發(fā)送，并繼續(xù)監(jiān)測(cè)。三、WLAN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)IEEE802.11b協(xié)議無(wú)線局域網(wǎng)的帶寬最高可達(dá)11M,比兩年前剛批準(zhǔn)的 IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)快5倍，擴(kuò)大了無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域。另外，也可根據(jù)實(shí)際情況 采用5.5M、2 M和1 M帶寬，實(shí)際的工作速度在5M/s左右，與普通規(guī)格有線局域網(wǎng) 幾乎是處于同一水平。作為公司內(nèi)部的設(shè)施，可以基本滿足使用要求。IEEE 802.11b使用的是開(kāi)放的2.4GHz頻段，不需要申請(qǐng)就可使用。既可作為對(duì)有線網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充， 也可獨(dú)立組網(wǎng)，從而使網(wǎng)絡(luò)用戶擺脫網(wǎng)線的束縛，實(shí)現(xiàn)真正意義上的移動(dòng)應(yīng)用。IEEE802.11b協(xié)議無(wú)線局域網(wǎng)由于其便利性和可伸縮

31、性，特別適用于小型辦公環(huán) 境和家庭網(wǎng)絡(luò)。在室內(nèi)環(huán)境中，針對(duì)不同的實(shí)際情況可以有不同的典型解決方案下面我們就以IEEE802.11b協(xié)議的WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)做一個(gè)簡(jiǎn)單的舉例。 WLAN 使用的端口訪問(wèn)技術(shù)IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)支持兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)： 1.中心結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所有工作站都直接與AP無(wú)線連接，由AP承擔(dān)無(wú)線通信的管理及與有線網(wǎng)絡(luò)連 接的工作，是理想的低功耗工作方式?？梢酝ㄟ^(guò)放置多個(gè)AP來(lái)擴(kuò)展無(wú)線覆蓋范圍，并允許便攜機(jī)在不同AP之間漫游，如圖1.3.1所示。目前實(shí)際應(yīng)用的 WLAN建網(wǎng)方 案中，一般采用這種結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮到安全因素，AP必須和交換機(jī)各端口進(jìn)行兩層隔離。交換機(jī)采用IEEE

32、802.1Q標(biāo)準(zhǔn)的VLAN （虛擬局域網(wǎng)）方式。VLAN對(duì)接入交 換機(jī)每一端口的AP都必須分配一個(gè)網(wǎng)內(nèi)唯一的 VLAN ID 。路由猾圖1.3.1有中心結(jié)構(gòu)的WLAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D-10 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)2.無(wú)中心對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(Peer to peer)允許各臺(tái)計(jì)算機(jī)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的范圍內(nèi)移動(dòng)并自動(dòng)建立點(diǎn)到點(diǎn)的連接。它要求網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)站點(diǎn)均可直接通信，且站點(diǎn)之間的關(guān)系是對(duì)等的。如圖1.3.2所示。圖1.3.2無(wú)中心結(jié)構(gòu)WLAN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D四、WLAN室內(nèi)傳播的影響因素信道是信源和信宿之間信息傳遞的通路，它是通過(guò)傳輸媒體或傳輸介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn) 的。信道類型主要有有線信道和無(wú)線信道兩種。

33、無(wú)線信道是一種非常復(fù)雜的信道，其特性與特定的場(chǎng)所密切相關(guān)。WLAN室內(nèi)環(huán)境中無(wú)線電波傳播過(guò)程中的影響因素為：由于室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)的反射、折射和散射等的影響，發(fā)射信號(hào)通過(guò)多徑傳輸?shù)竭_(dá)接收機(jī)，使得信號(hào)波動(dòng)劇烈。無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用的主流標(biāo)準(zhǔn) IEEE802.11b和IEEE802.11a者B工作在2.4GHz頻 段。2.4GHz頻段是無(wú)需許可證就可使用的頻段，這加速了這個(gè)頻段的廣泛使用 ，也帶 來(lái)了一些問(wèn)題。藍(lán)牙設(shè)備、微波爐和另外的一些設(shè)備都工作在這個(gè)頻段，所以這些都 是一些干擾源。因?yàn)樗?.4GHz頻率是共振頻率，而人的身體70%的成分是水，故人體能夠 吸收這個(gè)頻段的射頻信號(hào)。由于室內(nèi)環(huán)境的空

34、氣變化、溫度變化和人的走動(dòng)等原因，使得信號(hào)強(qiáng)度隨時(shí)會(huì) 發(fā)生變化。因?yàn)槭覂?nèi)多徑效應(yīng)、噪聲、人和環(huán)境的變化對(duì)傳播信號(hào)有嚴(yán)重的影響。 且在實(shí)際 中也很難用設(shè)備測(cè)量出信號(hào)的吸收影響。因?yàn)閮H通過(guò)測(cè)量值很難區(qū)分信號(hào)到底有沒(méi)有 穿過(guò)障礙物或者收到的信號(hào)是不是經(jīng)過(guò)反射的信號(hào)。因此，無(wú)線局域網(wǎng)信號(hào)呈現(xiàn)出不-11 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)則的模式第四節(jié)本章小結(jié)本章第一節(jié)介紹了室內(nèi)無(wú)線定位技術(shù)的分類。 第二節(jié)講述了室內(nèi)定位系統(tǒng)的基本 原理和定位方法。第三節(jié)從三方面詳細(xì)的分析了無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)（ WLAN ）;首先以 無(wú)線網(wǎng)卡為例介紹了 WLAN的工作原理；然后分別介紹了 WLAN的兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 即中心結(jié)

35、構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和無(wú)中心對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；最后闡述了影響WLAN室內(nèi)傳播的四個(gè)影響因素。本章作為論文開(kāi)始的第一章，綜合分析了WLAN定位技術(shù)面臨的種種困難，提出了本論文關(guān)于預(yù)測(cè)接收信號(hào)強(qiáng)度時(shí)所采用的定位方法RSS。-12 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章無(wú)線傳輸系統(tǒng)的傳輸原理及衰減模型第一節(jié)無(wú)線信道的簡(jiǎn)介無(wú)線信道的特征表現(xiàn)為頻帶寬度，即帶寬。無(wú)線信道的帶寬表征了無(wú)線信道傳輸 的信息量。信號(hào)從發(fā)射端經(jīng)過(guò)無(wú)線信道到達(dá)接收端， 功率會(huì)發(fā)生衰減，主要表現(xiàn)為：平均路 徑損耗、大尺度衰落、小尺度衰落。平均路徑損耗信號(hào)在宏小區(qū)環(huán)境中傳播時(shí)，必然會(huì)發(fā)生反射。由反射定理知，信號(hào)的部分能量 在反射時(shí)被反射體吸收（

36、如地面、樹(shù)木等），從而導(dǎo)致了平均路徑損耗。大尺度衰落發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中產(chǎn)生的衰落（幾百幾千米），主要是由 于建筑物、高山等的阻擋造成的，因此也叫作陰影衰落。小尺度衰落信號(hào)在短距離或短時(shí)間（秒級(jí)）內(nèi)產(chǎn)生的衰落。也可表述為接收機(jī)在小范圍移動(dòng) 時(shí)，而接收信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生了急劇變化。 這主要是因?yàn)橥恍盘?hào)延一個(gè)路徑或者多個(gè)路 徑傳播時(shí)，以微小的時(shí)間到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)互相干擾產(chǎn)生的。由于傳播的路徑是隨機(jī)的，因此最終合成為噪聲。這種衰減也稱為瑞麗衰減。由于小尺度衰落導(dǎo)致信號(hào)的幅度快速衰落， 以致大尺度衰落可忽略不計(jì)，而本畢 業(yè)設(shè)計(jì)測(cè)試的某點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度就是采用的大尺度衰落。第二節(jié)自由空間傳播模型自

37、由空間無(wú)任何衰減、無(wú)任何阻擋、無(wú)任何多徑的傳播空間。自由空間的傳播損耗無(wú)線電波在自由空間傳播時(shí)，其單位面積中的能量會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散為減少。 這種減少 稱為自由空間的傳播損耗。自由空間損耗描述了電磁波在空氣中傳播時(shí)候的能量損 耗，電磁波在穿透任何介質(zhì)的時(shí)候都會(huì)有損耗。自由空間損耗公式-13 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)L=20lg (F) +20lg (D) +32.4公式(2.2.1)F為工作頻率頻率(MHz) ; D為傳播距離(Km);由上式可以看出在距離一 定的情況下，發(fā)射天線的工作頻率越高，自由空間傳播的損耗越大。然而此種結(jié)論是 錯(cuò)誤的，因?yàn)樽杂煽臻g的能量損耗是能量擴(kuò)散損耗， 與頻率無(wú)關(guān)

38、。上式中自由空間損 耗之所以與頻率有關(guān)是為了簡(jiǎn)化計(jì)算，因?yàn)榻邮仗炀€的增益是與頻率有關(guān)的。影響自由空間傳播的兩個(gè)因素一個(gè)是傳播距離D導(dǎo)致的路徑衰減，另外一個(gè)是由于多徑效應(yīng)引起的相位差 f0 而在自由空間中引起多徑效應(yīng)的主要原因是信號(hào)傳播過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生反射、 繞射和散射 現(xiàn)象。影響實(shí)際空間傳播的因素影響實(shí)際空間傳播的因素則比自由空間的多很多，主要有兩方面原因：首先，實(shí)際空間的傳播環(huán)境十分復(fù)雜，傳播機(jī)理多種多樣，幾乎包括了電波傳播的所有過(guò)程。 其次，由于用戶臺(tái)的移動(dòng)性，傳播參數(shù)隨時(shí)變化，引起接收?qǐng)鰪?qiáng)的快速波動(dòng)。第三節(jié)室內(nèi)空間傳播一、室內(nèi)空間傳播損耗今天很多應(yīng)用都著眼于室內(nèi)環(huán)境 (居民小區(qū)和辦公大樓)。

39、室內(nèi)環(huán)境中的傳播損 耗預(yù)測(cè)很復(fù)雜，主要問(wèn)題是要有特定場(chǎng)景的模擬工具。預(yù)測(cè)室內(nèi)環(huán)境傳播損耗的最常用方法是經(jīng)驗(yàn)公式法。經(jīng)驗(yàn)公式法是基于某一特定 環(huán)境下的實(shí)際測(cè)量結(jié)果。在特定環(huán)境中，當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)置于不同的距離， 測(cè)量其 功率損耗，通過(guò)收集大量的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功率損耗曲線及其函數(shù)。室內(nèi)傳播經(jīng)驗(yàn)公式顯示，室內(nèi)環(huán)境中的功率衰落同距離的3或4次方成反比。這 是因?yàn)椴煌窂降竭_(dá)接收天線的電磁波對(duì)主信號(hào)產(chǎn)生了嚴(yán)重干擾， 導(dǎo)致了多徑效應(yīng)的 產(chǎn)生。二、對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型1.路徑損耗指數(shù)實(shí)測(cè)表明，在發(fā)射功率、天線參數(shù)、高度和電波頻率等給定的情況下，平均損耗 路徑瓦(d)隨傳播距離d的變化規(guī)律為：PL(d)s (d/d

40、0)n 對(duì)于 d d0公式(2.3.1)d0為靠近發(fā)射端的參考點(diǎn)距發(fā)射端的距離，該參考點(diǎn)的路徑損耗一般可以通過(guò) 實(shí)測(cè)獲得。公式中的上劃線表示給定 d的所有可能的路徑損耗值的整體平均。n為路 徑損耗指數(shù)，具體取值依賴于傳播環(huán)境?；硎尽罢壤凇?，它表明平均路徑損耗-14 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)正比于路徑損耗指數(shù)。不同環(huán)境下的路徑損耗指數(shù)n:表1.1不同環(huán)境下的路徑損耗指數(shù)環(huán)境路徑損耗指數(shù)n自由空間2市區(qū)蜂窩無(wú)線傳輸2.7 到 3.5有陰影衰落的市區(qū)蜂窩無(wú)線傳輸3到5建筑物內(nèi)的視距傳播1.6 至U 1.8建筑物阻擋4到6工廠阻擋2到32,平均大尺度路徑損耗PL(dB) = PL(d0

41、) +10nlog(d /d0)公式(2.3.2) 瓦(dB)為給定距離d處的平均大尺度路徑損耗。do為參考點(diǎn)距發(fā)射端的距離。一般情況下，do室內(nèi)為1m,室外為100m或1km。 本論文中d0=1m。3.室內(nèi)路徑損耗公式PL(dB) = PL(d0)+10nlong(d/d0)+ 厘仃公式(2.3.3)PL (dB)為給定距離d處的接收信號(hào)強(qiáng)度。PL(d。)為d。處的接收信號(hào)強(qiáng)度，一般情況下，該值都是已知的。7。為0均值的高斯隨機(jī)分布變量，其標(biāo)準(zhǔn)差為d單位為dB。本論文就是采用的此公式來(lái)計(jì)算出某點(diǎn)位置處的接收信號(hào)強(qiáng)度。如果知道n和仿就可以利用此公式計(jì)算出給定距離 d點(diǎn)的PL(dB)。舉例說(shuō)明：

42、已知路徑損耗PL(d0)=0dB,此時(shí)距離d為100m,然后我們用實(shí)測(cè)工具 wifiscanner 可以測(cè)出距離AP為500m、1000m、3000m三個(gè)位置的接收信號(hào)強(qiáng)度 RSS。測(cè)試結(jié) 果如下表：表2.1不同距離下的接收信號(hào)強(qiáng)度距離接收信號(hào)強(qiáng)度100m0dB500m-5dB1000m-11dB3000m-16dB知道測(cè)量值后，根據(jù)給定具體d處的路徑損耗公式，可以計(jì)算出不同距離處的路-15 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）徑損耗值以及 6和n0然后使用上表計(jì)算出的結(jié)果可以預(yù)估出相同距離范圍內(nèi)的接收 功率。本論文就是用的此方法預(yù)測(cè)出指定點(diǎn)處的信號(hào)強(qiáng)度。第四節(jié)本章小結(jié)本章主要介紹了無(wú)線傳輸系統(tǒng)

43、的傳輸原理和衰減模型。 第一節(jié)介紹了信號(hào)在傳播 過(guò)程中發(fā)生的三種衰減；第二節(jié)闡述了自由空間傳播模型的一些特征和信號(hào)在實(shí)際空 間傳播的一些影響因素；第三節(jié)分析了信號(hào)在室內(nèi)環(huán)境中傳播產(chǎn)生的損耗，提出了論文計(jì)算接收信號(hào)強(qiáng)度所采用的模型-對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型，設(shè)置了該模型在應(yīng)用時(shí)一些變量的具體值，即d0=1m。-16 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第三章MATLAB基礎(chǔ)知識(shí)及GUI的設(shè)計(jì)第一節(jié)MATLA的簡(jiǎn)介MATLAB是Mathworks公司推出的一款高性能數(shù)值計(jì)算和可視化軟件，它主要 包括數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體，也可以應(yīng)用于系統(tǒng)建模和仿 真、科學(xué)和工程繪圖及應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)等

44、方面。MATLAB基于著名的線性代數(shù)軟件包 LINPAK和特征值計(jì)算軟件包 EISPACK的程序而創(chuàng)立的。所以，它是一款通用性極 高、并且附帶多種工具的運(yùn)算操作平臺(tái)。MATLAB主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào) 檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，所以MATLAB 解決問(wèn)題要比C, FORTRAN等語(yǔ)言簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB也吸收了像Maple軟 件的優(yōu)點(diǎn)，使 MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C,FORTRAN , C+, JAVA的支持，可以直接調(diào)用。用戶也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序 導(dǎo)入到MATLAB函

45、數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用。因此，使用C, C+, FORTRAN語(yǔ)言很熟悉的人同樣可以應(yīng)用到 MATLAB中，上手比較快而簡(jiǎn)單。一、MATLAB軟件特點(diǎn)高效的數(shù)值及符號(hào)計(jì)算能力。功能豐富的應(yīng)用工具箱，為用戶提供了大量使用的工具。友好的用戶操作界面，及圖形化處理能力。靈活自然的語(yǔ)言，善于新手學(xué)習(xí)和掌握。二、MATLAB軟件優(yōu)勢(shì).編程環(huán)境MATLAB是多種應(yīng)用工具的集合體，而且這些應(yīng)用工具大多是圖形用戶界面。隨著MATLAB的不斷發(fā)展更新，MATLAB界面做的越來(lái)越精致好看了，人機(jī)互動(dòng)性 更強(qiáng)，操作也更加簡(jiǎn)單。而且 MATLAB提供了強(qiáng)大的查詢系統(tǒng)和幫助系統(tǒng)，為廣大 用戶朋友們帶來(lái)了極大的方便。 M

46、ATLAB的編程環(huán)境和C+的編程環(huán)境很相似，環(huán) 境簡(jiǎn)單，而且不用進(jìn)行編譯，通過(guò)強(qiáng)大的調(diào)試系統(tǒng)可以很好地檢查出錯(cuò)誤。.簡(jiǎn)單易用-17 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）MATALB是一種高級(jí)的矩陣語(yǔ)言。MATALB可以在命令窗口輸入命令，然后同 步顯示出結(jié)果；也可以通過(guò) M文件先編好程序，然后再調(diào)用運(yùn)行。 MATALB是基于 C+為基礎(chǔ)而出現(xiàn)的一種語(yǔ)言，所以對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)及熟悉 C的人更易上手，MATALB 對(duì)數(shù)學(xué)公式的運(yùn)用也更加簡(jiǎn)單明了。又因?yàn)?MATALB的可移植性和拓展性極好，因 此它被深入的運(yùn)用到科學(xué)計(jì)算和工程應(yīng)用當(dāng)中。.圖形處理MATALB 一直以來(lái)就可以將數(shù)據(jù)可視化。也對(duì)圖形進(jìn)行標(biāo)注和

47、打印。數(shù)據(jù)可視 化包括繪制二維圖形、繪制三維圖形以及一些特殊圖形，也可以對(duì)二三維圖形進(jìn)行著 色處理、顏色改變處理、透明度、灰度、亮度等處理。.程序接口新版本的MATALB可以通過(guò)直的編譯器實(shí)現(xiàn)程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為 C/C+程序代碼， 可以實(shí)現(xiàn)C/C+與MATALB交互使用。另外，MATLAB網(wǎng)頁(yè)服務(wù)程序還可以在 Web 應(yīng)用中使用自己的MATLAB數(shù)學(xué)表達(dá)式和圖形程序。MATALB還有一個(gè)較大的擴(kuò)展 程序，即功能強(qiáng)大的函數(shù)工具箱可供用戶直接使用，而不用去詳細(xì)寫(xiě)相應(yīng)的程序，為用戶節(jié)省了大量的工作。第二節(jié)MTLAB GUI設(shè)計(jì)一、MATLAB GUI 編程概述圖形用戶界面（GUI）是由菜單、控件、窗口、

48、文字說(shuō)明、光標(biāo)等對(duì)象組成的一 個(gè)可視化界面。用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)控制按鍵的執(zhí)行，然后來(lái)執(zhí)行按鍵后所對(duì)應(yīng)的回 調(diào)函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)想要的功能。二、GUI基本概念用戶可以用GUI制作一個(gè)反復(fù)使用且操作簡(jiǎn)單的工具。一個(gè)好的 GUI為用戶提 供了一個(gè)友好的可視化界面，界面上可以添加一些控件，比如按鈕、選項(xiàng)框、列表框、 坐標(biāo)系、編輯框、菜單等。用戶可以通過(guò)界面上的控件了解此界面要實(shí)現(xiàn)的功能，從 而可以提前預(yù)見(jiàn)其操作功能。.GUI層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)GUI的用戶界面主要是做好兩個(gè)工作。一個(gè)是用戶界面的布局，另一個(gè)是 編好組件后面相應(yīng)的程序-18 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）首先打開(kāi) MATALB中的GUIDE新建

49、一個(gè)GUI , GUIDE就是一個(gè)組件的集合體， 用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)布置自己想要的控件， 雙擊控件可以設(shè)置控件的屬性，從而達(dá)到 美化組件的效果。然后當(dāng)用戶通過(guò)新建一個(gè) GUIDE,電腦將自動(dòng)生成一個(gè)M文件和 FIG文件，通過(guò)鼠標(biāo)新建一些組件，電腦將會(huì)在 M文件里面新建一個(gè)關(guān)于這個(gè)組件 回調(diào)函數(shù)的一個(gè)函數(shù)框架，這樣大大的減少了用戶的工作量。新建GUIDE生成的兩個(gè)文件：FIG文件。該文件包括了 GUI的圖形窗口和所有對(duì)象的完全描述以及所有對(duì) 象的屬性值。M文件。該文件主要包括用戶圖形窗口的所有組件的回調(diào)函數(shù)以及GUIDE圖形窗口的函數(shù)框架。MATALB中GUI設(shè)計(jì)實(shí)際上就是對(duì)句柄圖形的應(yīng)用。只要

50、對(duì)句柄圖形很好了解 了，就能熟練的掌握GUI的設(shè)計(jì)。句柄圖形是MATALB中底層的函數(shù)圖形名稱，通過(guò)這些函數(shù)可以生成圖形，它 而且提供了對(duì)圖形的屬性控制。換句話說(shuō)，MATALB中每一個(gè)可視化部分都是一個(gè)對(duì)象，而每一個(gè)對(duì)象都由唯一一個(gè)句柄與之對(duì)應(yīng)，通過(guò)對(duì)句柄的操作我們可以對(duì)這個(gè)對(duì)象進(jìn)行操作，如修改屬性、回調(diào)函數(shù)等。.創(chuàng)建GUI首先打開(kāi)MATALB界面，然后點(diǎn)擊菜單欄中的 GUIDE圖標(biāo)創(chuàng)建GUI界面。如圖 3.1.1圖3.1.1創(chuàng)建GUI界面-19 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）創(chuàng)建一個(gè)GUI框架后，在添加組件之前，應(yīng)該對(duì) GUI進(jìn)行組態(tài)。通過(guò)組件布件 編輯器TOOLS菜單的GUI OPTI

51、ON來(lái)打開(kāi)GUIDE應(yīng)用程序選項(xiàng)對(duì)話框。在該對(duì)話 框下，用戶可以選擇是否需要為 GUI生成M文件以及其他選項(xiàng)，如圖3.1.2圖3.1.2 GUI選項(xiàng)接下來(lái)用戶可以在界面進(jìn)行控件布局了，可以再GUI界面布置自己需要的控件，布局完成以后要保存，然后就會(huì)保存在相應(yīng)的 FIG文件中。最后就需要用戶自己通過(guò) M文件來(lái)對(duì)相應(yīng)的控件編寫(xiě)回調(diào)函數(shù)了，從而實(shí)現(xiàn)相 應(yīng)的功能，主要有以下幾個(gè)步驟：了解M文件。用戶需要了解M文件生成的意義。合理管控GUI數(shù)據(jù)。由于每一個(gè)控件都由唯一的句柄組成，因此管理好這些 句柄數(shù)據(jù)，可以方便用戶很好的對(duì)每一個(gè)控件進(jìn)行操作。GUI窗口的良好布局。良好的外觀布局可以給試用者良好的第一印

52、象。回調(diào)函數(shù)編程應(yīng)用。用 GUI對(duì)象中的控件的回調(diào)函數(shù)有一些控件的屬性?？?以通過(guò)編程來(lái)控制控件的屬性。交叉平臺(tái)的兼容性。MATALB中提供了良好的方法來(lái)保證 GUI在不同的平臺(tái) 上良好的使用。.利用編程創(chuàng)建GUI對(duì)GUI設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)者說(shuō)，他們?cè)O(shè)計(jì)的步驟與初學(xué)者設(shè)計(jì)的方法有點(diǎn)不太相同，經(jīng) 驗(yàn)者大多省略了其中一些簡(jiǎn)單的步驟，但由于 MATALB提供的的編程能力有限，不 能與一些可視化編程語(yǔ)言相比，主要是因?yàn)?MATALB中某些編程語(yǔ)言對(duì)圖形處理的 能力不那么準(zhǔn)確，因此非常需要對(duì) GUI的編程流程有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。MATALB中GUI界面程序是基于消息驅(qū)動(dòng)的，其主要的運(yùn)行流程為：-20 -重慶郵電大學(xué)本

53、科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）初始化。即初始化圖形界面，這一過(guò)程是通過(guò)函數(shù)Open巾g實(shí)現(xiàn)的。創(chuàng)建GUI中，還存在隱含*.fig的CreatFcn函數(shù)。無(wú)法實(shí)現(xiàn)輸入?yún)?shù)，要用輸入?yún)?shù)來(lái)設(shè)置界 面一些元素特征，必須自己進(jìn)行初始化函數(shù)的編寫(xiě)。創(chuàng)建句柄。創(chuàng)建了句柄可以用于編寫(xiě)回調(diào)函數(shù)時(shí)區(qū)分對(duì)象，這一過(guò)程是通過(guò)函數(shù)guihandles和guidata來(lái)實(shí)現(xiàn)的。所以只有建立了句柄，才能有效的進(jìn)行編程，因 為MATALB就是利用句柄對(duì)圖形進(jìn)行編程的。建立消息。等待用戶通過(guò)鼠標(biāo)進(jìn)行操作，從而發(fā)生一個(gè)事件，產(chǎn)生回應(yīng)。結(jié)束。出結(jié)果。第三節(jié)本章小結(jié)本章主要介紹了 MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)和 GUI的設(shè)計(jì)步驟。第一節(jié)分析了 MA

54、TLAB的軟件特點(diǎn)和軟件優(yōu)勢(shì)，MATLAB是一款簡(jiǎn)單易用的數(shù)字計(jì)算和可視化軟 件，它將數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、信號(hào)處理和圖形顯示于一體。第二節(jié)主要介紹了 MATLAB GUI的特點(diǎn)和創(chuàng)建步驟。總的來(lái)說(shuō)，要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)好的GUI界面，用戶必須明確要?jiǎng)?chuàng)建的控件特點(diǎn)和不同控件對(duì)應(yīng)的回調(diào)函數(shù)。-21 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第四章RSS預(yù)測(cè)平臺(tái)設(shè)計(jì)第一節(jié)GUI界面的初步建立一、創(chuàng)建GUI界面在MATLAB的菜單欄新建一個(gè)GUI,然后選擇新建一個(gè)空白GUI界面，如圖4.1.1圖4.1.1創(chuàng)建GUI創(chuàng)建一個(gè)空白的GUI界面，這個(gè)界面左側(cè)一系列菜單就是相應(yīng)的控件，我們可以通過(guò)鼠標(biāo)選擇我們需要的控件。如圖

55、4.1.2-22 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）圖4.1.2創(chuàng)建空的GUI界面在空白的GUI界面內(nèi)添加一個(gè)大的坐標(biāo)系 Axesl, 4個(gè)Push Button按鈕，17 個(gè)Static Text和5個(gè)Edit Text。建立GUI界面后，就會(huì)在相應(yīng)的工作環(huán)境中形成一個(gè) *.fig文件。本畢業(yè)設(shè)計(jì)添加的控件如圖 4.1.3圖4.1.3在空的GUI界面上添加控件添加完需要的控件后，我們可以雙擊上圖界面的相應(yīng)的對(duì)象來(lái)修改對(duì)象的相應(yīng) 屬性，例如可以修改控件的 Tag String、Font Size等屬性，以及按鈕的背景顏色,-23 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）字體大小等。屬性界面圖如圖 4

56、.1.4 （以下紅色小框標(biāo)記為需要改動(dòng)的地方）圖4.1.4修改控件屬性二、GUI中的回調(diào)函數(shù)MALAB的GUI中，當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)GUI后，工作文件夾中就會(huì)自動(dòng)的生成一個(gè)*.m 文件，而這個(gè)文件就是 GUI界面控件的回調(diào)函數(shù)文件，里面存有每一個(gè)控件對(duì)象的 回調(diào)函數(shù)，用戶可以選中一個(gè)控件，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，編寫(xiě)該控件的回調(diào)函數(shù)或則 查看該控件的回調(diào)函數(shù)。用戶用鼠標(biāo)右鍵單擊控件，這時(shí)會(huì)彈出選項(xiàng)菜單，選中其中的view callback,然后選擇callback來(lái)創(chuàng)建控件的回調(diào)函數(shù)。1.坐標(biāo)系axesl 的回調(diào)函數(shù)-24 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)set(gca,xlim,0 1401);set(

57、gca,ylim,0 745);set(gca,xtick,0:140:1401,ytick,0:75:745);代碼的第一二句就是設(shè)置橫縱坐標(biāo)的上下限，第三句是設(shè)置該坐標(biāo)系的x軸y軸最小刻度。坐標(biāo)系設(shè)置的1401x745,對(duì)應(yīng)于公司環(huán)境圖片的像素大小(1401X745)。2.載入圖片的回調(diào)函數(shù)filename,pathname=.uigetfile(*.png;*jpeg;*.bmp;*.gif;*.jpg,load);str=pathname filename;上述代碼是獲取不同格式圖片的圖片名稱和路徑，然后將獲取的名稱和路徑賦給變量str,這個(gè)str用于后面讀取變量str,代碼如下：in

58、,map=imread(str);imshow(in);上面函數(shù)imread是用來(lái)讀入圖片名稱和路徑的，imshow是用來(lái)顯示圖片的函數(shù) 的，上述代碼就是該控件主要功能代碼。plot(m1,n1,o,MarkerFaceColor,k);該句代碼主要是在圖中(m1,n1)位置畫(huà)一個(gè)實(shí)心，該實(shí)心用來(lái)表示途中AP的位置，所以其它4個(gè)AP也是用該句相似的代碼。text(m1+10,n1,AP1,color,k,fontsize,20);該句是在(m1+10,n1)位置添加文本標(biāo)注AP1,并且設(shè)置其顏色為黑色，字體大小設(shè) 置為20,其余四句也是利用與該句相似的代碼。.檢測(cè)點(diǎn)的回調(diào)函數(shù)該控件的功能主要是

59、點(diǎn)擊該按鈕后，會(huì)在GUI界面出現(xiàn)一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的十字性的光標(biāo)，然后單擊鼠標(biāo)左鍵便可以確定該點(diǎn)的坐標(biāo)，然后通過(guò)相關(guān)代碼將坐標(biāo)顯示在 GUI界面上。具體代碼如下：x,y=ginput(1);m=46.827*x/1401;-25 -重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)n=24.95*y/745;p=num2str(m);q=num2str(n);set(handles.kj1,string,m);set(handles.kj2,string,n);函數(shù)ginput就是捕捉GUI界面坐標(biāo)的函數(shù)，(x,y)就是返回的坐標(biāo)；num2str是將 得到的數(shù)值型的x, y轉(zhuǎn)換為字符型，然后通過(guò)set函數(shù)來(lái)將字符型的p

60、, q顯示在旬 柄Tag為kj1和kj2的動(dòng)態(tài)文本框Edit Text中，從而達(dá)到顯示該坐標(biāo)的功能。.計(jì)算的回調(diào)函數(shù)global m;global n;A=getpot_rssi(m,n);set(handles.ps1,string,A(:,:,1);set(handles.ps2,string,A(:,:,2);set(handles.ps3,string,A(:,:,3);set(handles.ps4,string,A(:,:,4);set(handles.ps5,string,A(:,:,5);第一二句是把 檢測(cè)點(diǎn)中回調(diào)函數(shù)得到的全局變量坐標(biāo)m, n再次申明為全局變量，因?yàn)樵贛ATL