基于WiFi指紋與慣性導(dǎo)航的巡庫(kù)員室內(nèi)定位及跟蹤系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著各種無(wú)線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的層出不窮，人們對(duì)基于位置的服務(wù)需求日益增加。全球定位系統(tǒng)GPS(Global Position System)的出現(xiàn)，滿足了人們?cè)谌蚍秶鷥?nèi)實(shí)現(xiàn)定位與導(dǎo)航的需求。對(duì)于信號(hào)暢通的室外環(huán)境，全球定位系統(tǒng)可以提供給人們精度較高的位置信息，而對(duì)于室內(nèi)環(huán)境，由于建筑物本身的遮擋，使得GPS定位系統(tǒng)無(wú)法通過衛(wèi)星來獲取定位所需的信息，尤其在遮擋物較多的軍火庫(kù)中，更是無(wú)法利用GPS完成室內(nèi)定位。因此，一種能夠應(yīng)用

2、于室內(nèi)環(huán)境的定位技術(shù)成為定位領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。隨著基于WLAN的WiFi定位技術(shù)和基于傳感技術(shù)的慣性導(dǎo)航定位技術(shù)的逐步發(fā)展，它們以成本低和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)在室內(nèi)定位領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，隨著射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的發(fā)展與興起，其非視距、免接觸、高速識(shí)別等特性也被人熟知。
　　在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，大型軍火庫(kù)的巡庫(kù)員通常配有巡庫(kù)車來完成大量的巡邏任務(wù)。然而，由于監(jiān)控中心無(wú)法確定巡庫(kù)員的具體位置，以致部分巡庫(kù)員擅離工作崗位而不被察覺，從而引

3、發(fā)安全隱患。為了解決這一問題，本課題將設(shè)計(jì)一套巡庫(kù)員室內(nèi)定位系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控巡庫(kù)員的位置并跟蹤巡庫(kù)員的行駛軌跡，以確保巡庫(kù)員在工作時(shí)間內(nèi)完成巡邏任務(wù)。
　　本文首先通過介紹和對(duì)比目前國(guó)內(nèi)外的室內(nèi)定位技術(shù)以及成熟的定位系統(tǒng)，對(duì)不同定位技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)和局限性進(jìn)行了分析。其次，針對(duì)大型軍火庫(kù)這一特殊的應(yīng)用環(huán)境，提出了一種基于WiFi指紋與慣性導(dǎo)航的巡庫(kù)員室內(nèi)定位及跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用C/S軟件架構(gòu)，由服務(wù)器端和客戶機(jī)端兩部分構(gòu)成。首先

4、，服務(wù)器端完成巡庫(kù)員定位信息的采集，服務(wù)器端的核心是STM32F103微控制器，它連接WiFi、地磁傳感器、霍爾傳感器、RFID四大模塊，分別采集巡庫(kù)員的WiFi指紋、行駛方向、行駛距離以及經(jīng)過的射頻標(biāo)簽；緊接著，服務(wù)器端將所有定位信息通過基于TCP/IP的Socket通信發(fā)送到客戶機(jī)端；最后，客戶機(jī)端在離線階段采用均值平滑法來減小指紋序列的波動(dòng)性，并采用K-means聚類算法對(duì)WiFi指紋進(jìn)行分類處理；在在線定位階段，通過改進(jìn)后的K近