基于RSSI的区域定位技术的研究

来源 :黑龙江大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:titaige
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着普适计算、无线传感网络以及物联网(internet of things,IOT)的迅猛发展,室内区域定位技术在老人健康监测、智慧大楼、入侵检测等领域发挥着重要作用。因为无线信号的非视距、覆盖范围广、全天候工作等特点使得基于无线信号接收信号强度指示(received signal strength indication,RSSI)的区域定位优于传统基于红外、视频、光学感知的室内区域定位方法。国内外基于无线信号RSSI的室内区域定位技术已经取得了重要的进展,但是,现存的方法在实际应用过程中主要有存在如下三个问题:第一,是无线电信道效应的动态和不可预测性(如多径传播、信道衰落等)对RSSI的干扰影响。第二,由于低功耗蓝牙(bluetooth low energy,BLE)信标仅分配了三个广播信道,当接收器附近安装超过3个信标站时,由于发生冲突而不能正确地恢复信标信号。第三,BLE信标的传输功率低,传输范围窄,因此,接收器更可能位于BLE信标站的边界区域。同时,BLE信标站通常由电池供电,因此当电池耗尽时会有信号真空。针对问题一,本文根据机器学习与深度学习的算法,构建蓝牙锚节点之间RSSI和物理位置信息之间的模型,该模型通过捕获粗细粒度特征与定位区域的对应关系来减弱RSSI序列对信道变化的依赖,首先,利用卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)学习捕捉RSSI序列的特征来抽取区域中心点的细粒度特征。然后,通过双向长短时记忆网络(bidirectional long short-term memory,Bi LSTM)的存储记忆特性,学习当前与过去RSSI序列中隐含区域范围的粗粒度特征。最后,利用注意力机制,通过融合粗细粒度特征,建立RSSI序列特征与区域位置的映射关系,获取区域位置信息。针对问题二,本文组建蓝牙Mesh网络,建立无线设备的多对多通信,使得很多节点可以通过中继接收到消息,扩大了网络的传输距离,增大可用节点的数目,减少网络冲突,增强了网络的稳定性,此外,网络运行时,不需要通过创建和管理复杂的路由表、路由发现表等来进行信息的传递,节省了维护网络运行所需的存储器空间;针对问题三,组建的Mesh网络通过多路径(Multi path,MP)传播的网络泛洪消息传递,使得信息可以通过多条路径到达目标节点,扩大了传输范围,并且,网络传输不会因为任何节点的故障而造成致命性影响,保证了网络的稳定性。真实室内环境下区域定位的实验结果表明,与目前定位效果最好的网格区域综合概率定位模型相比,提出的方法在降低计算复杂度的同时提高了区域定位的准确度和对环境的适应能力。
其他文献
在超分子化学和材料科学领域,基于聚集诱导发光原理(AIE)的高效可调多色荧光材料因其在生物成像与传感、防伪、发光二极管、分子开关、逻辑门等领域的广泛应用而备受瞩目。在此背景下,本文设计合成了三个系列的吡啶类荧光分子,并对其主客体相互作用和离子识别性质进行研究,主要完成了以下工作:一、以三(4-溴)苯胺、4-吡啶硼酸为主要原料,合成了具有不同长度烷基链的五个吡啶盐客体分子,利用光谱法及形貌表征考察了
当今社会各企业间的竞争,更依赖于开发出别人未跟进的新技术或新产品。但中国的研发绩效相比发达国家还有很大的提升空间,许多产业仍处在全球产业价值层的中低地位,我国需要
当前置换流水车间调度问题(Permutation Flow Shop Scheduling Problems,PFSP)在企业实际的加工制造过程中广泛存在,对该类问题进行研究可以有效提高企业的生产效率从而降低制造成本,更好的实现企业经济目标。PFSP是一个典型的NP-Hard问题,随着问题规模的不断增大,其问题复杂度会快速增加,求解规模较小的车间调度问题,可以采用精确算法,例如动态规划、分支界限法
作为计算机和互联网研究领域的前沿技术之一,无线传感器网络技术已经逐渐深入到人类科技发展和社会生活的各个领域,并极有可能发展成为一个新兴的高科技市场。而节点调度和路由技术则是无线传感器网络研究的重要一环,通常决定着网络的通信效率和能耗效率等重要评价指标。为此,本论文分别针对无线多跳异质网络、无线带状网络和低数据量无线网络,提出和设计了面向节点差异化管理的DCAS算法、面向无线带状传感网的拓扑控制算法
近年来,随着外部国际局势发生变化,以及国内经济增速的放缓,如何推动经济结构的转型升级,实现高质量发展,成为备受关注的问题。作为实现高质量发展的重要一环,如何提升出口企业的国际竞争力和影响力,也受到广泛的热议。本文在梳理和总结过往文献的基础上,基于2000-2007年的中国工业企业数据库、中国海关进出口数据库和WTO的Tariff Download Facility数据库,研究了中间品进口来源地多样
随着我国基础教育课程改革和素质教育的实施,“研究性教学”的理念逐步被应用到物理教学当中,对学生的终身发展具有重要的作用。习题教学作为物理教学的重要组成部分,对学生终身发展和课程目标的实现具有十分重要的作用。但是现阶段的习题教学当中依然存在较多的问题:“题海战术”盛行、教学方式单一、课堂氛围低沉、学生课堂主动性,主体性不高、习题课效率不高等。为解决现阶段的习题教学问题,突出培养学生的知识技能、实践能
在超分子化学中,瓜环(Q[n]s or CB[n]s)是具有刚性空腔的典型大环主体分子。通常瓜环与荧光分子形成复合物,可显著改变荧光分子的光学性质。例如,瓜环家族中的八元瓜环可以在其空腔内结合2个客体分子(如荧光分子)并产生明显的荧光变化。本文考察了七、八元瓜环与线性吡啶基荧光分子间的相互作用,主要包括以下内容:1.通过荧光法监控七元瓜环与不同长度的直线型吡啶基荧光分子形成类轮烷的过程。合成了一系
核能作为一种高效清洁能源,日益受到全球各国的重视,核电产业在新时代发展中的重要作用也逐步凸显。中国民用核电产业自上世纪80年代开始发展至今,通过创新驱动发展,已实现了由当初对国外二代技术的“引进来”到目前自主三代技术华龙一号的“走出去”,我国正迈进核电大国行列,核电装备国产化水平也有了大幅度提高。但是在某些关键核心技术上我们还存在短板,这也制约了我国由“核电大国”向“核电强国”的转变,而“关键核心
传感器网络是一种由传感终端装置通过网络连接而形成的计算机网络,软件定义的无线传感网络在传感网络中引入了集中控制的思想,带来了集中控制的优势。但是无线传感器网络节点的能耗问题一直是节点能量受限的传感网络的最大挑战,在软件定义架构下也没有得到有效的解决。为进一步在软件定义的传感网络架构下改善软件定义无线传感网络能耗问题,本文研究了现有的软件定义无线传感网架构和路由技术,提出了局域控制机制:基于软件定义
新世纪以来,各方面发展都很迅速这其中表现尤为突出的就是科技,行行色色的便携式电子产品不断涌现并且更替很快。这些产品的不断发展在为人们生活带来便利的同时也对电源管理芯片的性能提出了更高的要求。因为大多数电子产品都会需要电源来给其他部分供电,电源芯片是整个产品的基础。其中电流模式控制的电源芯片由于其瞬态响应速度快、带载能力强、转换效率高等特点已经成为如今使用的主流。本文就以基于峰值电流模式控制采用PW