电信学院-基于wifi无线网络的室内定位系统-立项申请书

北京交通大学大学生创新训练项目立项申请书（学生用表）北京交通大学大学生创新训练项目立项申请书（学生用表） 项目名称基于 wi-fi 无线网络的室内定位系统 姓名 高博文 吕梦莎 学院专业班级 电子信息工程学院自动化 1106 班 申请人简况 学号 11213064 11213072 联系电话18810387679 申请金额： 待定 起止年月： 2013 年 4 月至 2014 年 4 月 1.项目来源：A B C 说明：“A”为学生自主选题，来源于自己对课题的长期积累与兴趣；“B”为学 生来源于教师科研项目选题；“C”为学生承担社会、企业委托项目选题 2.来源项目名称： 无线异构网络融合 QoS 模型及关键技术研究 来源项目类别： 教师横向科研项目 说明：“来源项目类别”栏限“B”和“C”的项目填写， “来源项目类别”栏填写 “863 项目” 、 “973 项目” 、 “国家自然科学基金项目” 、 “省级自然科学基金项目” 、 “教师横向科研项目” 、 “企业委托项目” 、 “社会委托项目”以及其他项目标识。 3.项目所属一级学科：无线通信技术 4.申请理由 1、研究方案和技术路线合理可实现： 本项目设计及实现了一个基于 WiFi 射频信号强度互相匹配的移动终端定位系 统，该终端能扫描并记录每一个 AP 的 RSSI 构建出 AP 与 RSSI 一一对应的库，在 定位过程中，终端扫描到的一系列 RSSI 取平均值后会和库中的各个进行匹配，同 时设定选择区间，采集库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重 值最大者为待定位点的位置估计，如有相同权重值，则比较信号强度距离，取最 小者。这种方法相比传统的算法在一定程度上克服了 RSSI 信号随机抖动对定位的 影响，提高了定位的稳定性和精度。项目实物可部署在展馆、校园、公园等公共 场所，为客户提供定位导航服务，同时这种定位系统实现后可移植至 Android、Ios、Windos 等移动终端系统上扩大需求。 2、知识储备够，相关软件能熟练运用： 作为电信学院自动化专业的大二学生，我们已经熟练掌握电路分析、信号与 系统、等基础性理论课程，正在进行模拟电子电路以及数字信号处理的学习，在 此基础上，我们已经具备基本的工程科研素质以及良好的自我学习能力，可以在 基础课程思维方式的指引下进行单片机、ARM 等嵌入式微控制器的学习、开发和应 用；其次，我们有良好的 C 语言基础，在项目的编程方面我们将会毫无阻力；此 外，我们能够熟练应用 MATLAB、EWB、Protle99se、ANSOFT 等软件进行仿真和解 决实际问题，这将给我们的项目研究带来便利。 该项目要求我们熟练操作和灵活应用 linux 操作系统，我们已经就这一要求 进行了大量的学习，从 linux 下的 c 编程环境入手，初步学会了使用系统命令、c 编辑器 vi、gcc 编译器等，并对文件 io 编程，进程编程等做了了解。接下来，我 们将学习对 linux 剪裁和 ARM 板的系统移植技术。 相信在我们良好的课程基础上，结合我们认真肯吃苦的科研态度和强大的自 学探索能力，我们能够完成和做好这个项目。 5.项目简介： 近几年来，室内位置信息在人们的日常生活中扮演着越来越重要的作用，定 位服务市场发展迅速，定位服务需求量迅速增长。例如，医疗行业中重症病人跟 踪监护，产房婴儿防盗，贵重医疗设备监控;商场人员定位，顾客消费习惯收集; 监狱重点犯人跟踪;展馆、机场导航，实时位置查询服务等。目前市场上的智能终 端设备通常都具备 wifi 无线网卡，本系统开发成功后，相关的算法可以直接在大 多数移动设备上使用，使得基于位置信息的服务更容易推广。 6.项目特色与创新点： 1、是全球定位系统最有力的补充：目前全球定位系统是获取室外环境位置信息的 最常用方式。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS 等卫星定位技 术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为 GPS 的必不可少的补充。 2、适用范围广：目前市场上主要有 RFID、UWB、Zigbee、蓝牙、红外等室内定位 技术，因其定位技术各自的局限性，限制了他们大规模的推广应用，特别是必须 单独部署一套定位网络，项目成本比较大。Wi-Fi 室内定位技术的优势突出表现在： 1、全球 Wi-Fi 用户已达 7 亿， Wi-Fi 网络应用覆盖广泛，可以利用已铺设的 Wi- Fi 网络，无需建设专用网络; 2、WiFi 的工作频段在 24 GHz，而且处于免费频 段，对用户来说不需要额外的费用；3、WiFi 的传输距离可以达到 100 In，可以 覆盖整个大楼 ；4、WiFi 的传输速率很高，可达到 54 Mbps。Wi-Fi 实时定位系 统的独特优势，这些优势是其他定位导览系统无法比拟的。22 3、定位精度高：现有的 wifi 室内环境下的信号波动很大,导致现有研究项目 的定位系统精度的不高,不能满足 3 米定位误差内达到 75%的要求。为了提高定位 精度,我们拟从 RSSI (Received Signal Strength Indicator)信号测量、RSSI 信 号处理、室内传播模型、定位算法等方面进行研究以提高定位系统的精度，预期 精度大有提高。 33 4、建设成本低：传统的定位技术，是通过测量无线电波的传输时间实现对两个点 之间的距离测量，再通过三角定位法计算被测点的实际位置。传统定位系统包括 移动定位点、固定参考点以及主站系统三部分构成，不仅铺设过程繁琐且成本极 高，而基于 wi-fi 的无线定位系统不仅可以省去精确测量固定参考点位置、铺设 固定参考点等冗杂的程序和昂贵的成本，避免网络的重复建设，而且实现了主站 系统和移动定位点的一体化，用户只需手持终端即可实现定位的需求。 4、应用前景极佳：随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的 需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书 馆、地下停车场、矿井 等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物 品在室内的位置信息。基于 wi-fi 网络的无线定位系统终端做出后有望移植至手 机、Pad、手提电脑等一系列无线终端中扩大应用范围，室内定位导航、精确到 10 米内的周边优惠信息查询、消费行为分析、精准投放广告、保安室内巡检防止漏 班现象、寻找走失的伙伴或宠物、停车场车辆管理等应用均需应用 wi-fi 室内定 位系统。 参考文献：参考文献： 11 刘玉宏刘玉宏, , 于彬于彬. . 一种一种 RSSIRSSI 室内三边定位方案的设计与实现室内三边定位方案的设计与实现J.J. 计算机与现代化计算机与现代化, , 20112011 年年(10):27-30.(10):27-30. 参考文献：参考文献： 22 刘敏刘敏. . 基于基于 WiFiWiFi 的电子标签定位算法的电子标签定位算法J.J. 单片机与嵌入式系统应用单片机与嵌入式系统应用, , 2012,2012, 12(6):12(6): 13-15.13-15. 33 姜莉姜莉. . 基于基于 WiFiWiFi 室内定位关键技术的研究室内定位关键技术的研究D.D. 大连理工大学大连理工大学: :大连理工大学大连理工大学, , 2010.2010. 7.项目成员或对项目成员的要求 高博文 11213064 自动化 1106 班 吕梦莎 11213072 自动化 1106 班 8项目预期成果： 可定位移动终端、完整的算法和程序。 9.项目执行环节： 文献查阅；社会调查；方案设计；建立理论模型； 实验研究；数 据处理；平台开发；实物模型；样机研制；综合测试与完善；撰写论 文及研究报告；结题和答辩 成果推广或论文发表；其他 10.计划经费： 待