蓝牙室内定位技术发展现状

《基于蓝牙传感网络的室定位研究及在行为识别中的应用_江德祥》

2.1 无线定位技术概述

利用无线技术实现定位已成为定位研究领域的发展趋势。

每种无线技术都有各自的优缺点和适用局限性，需要根据具体的应用场景，考虑系

统成本、定位精度、实时性要求、技术实现难度和算法复杂性等因素。下面主要从

应用场景上来介绍研究较为集中的几种无线定位技术，其中室外定位主要使用GPS

和GSM 无线技术，而室主要利用各种无线传感器，包括红外、超声波、蓝牙、

Wi-Fi、ZigBee 和RFID 等。

基于红外的定位系统一般只能实现“房间级”的定位精度，而基于超声波的定位系统能实现“厘米级”的高精度定位，但是这两种定位系统需要特定的硬件设备，价格昂贵。这两种信号的穿透能力差，受墙壁和障碍物遮挡影响较大，并且信号的覆盖围过小，不适合室的大围定位。基于RFID 的定位技术是基于参考点的思想，在定位区域布置大量的RFID 节点，再进行匹配查找，这样实现大围和高精度的室定位就取决于RFID 参考点的布置密度。基于ZigBee 的定位取决于

802.15.4无线技术的特点，其缺点是短距离和高延时，对利用信号强度RSSI 来进行位置估计的应用存在一定局限。室定位研究最集中的是基于Wi-Fi 的定位技术，由于无线局域网已在城市各个角落大面积覆盖，完全可以利用现有的无线设备来实现室定位，降低成本和提高定位精度。基于Wi-Fi 的无线信号在室可以达到100-200 米的覆盖围，能满足大围的室定位需求，其主要原理是利用无线接入点（Access Point，AP）的信号强度RSS 值，定位设备通过与AP 之间的信号测量关系来估计可能的坐标位置。

2.2.1 基于围检测的定位方法

蓝牙定位研究中最先引入了围检测的思想(文中也称为Cell-ID 思想)，原因是蓝牙无线信号具有有限的短距离围特性。一类蓝牙设备的信号覆盖围是

100m，2 类蓝牙设备是10m，3 类是4m。基于这种围特性，当用户携带设备进入到信号覆盖围之时，就能感知用户的位置，达到对应Range 围的精度。因此在早期的蓝牙定位研究中，大部分工作都是基于Cell-ID 的应用原理。2003 年Anastasi G 等人[26]提出使用蓝牙技术来实现一种定位框架和服务。基于Cell-ID 的方法实现了一个BIPS 蓝牙定位系统。BIPS 系统是在一个建筑物布置蓝牙接入点，使用以太网将各个接入点连接到定位服务器上，移动用户在他的手持终端上就可以看到到达同筑物其他移动用户位置时他必须行进的路线。蓝牙接入点的任务是发现并登记进入它覆盖区域的用户，其位置信息注册在服务器上。BIPS可以追踪移动用户在一个建筑物的走动和站立，实现“房间级”的定位精度。实验分析了蓝牙查询周期的影响，同时考虑一个移动用户在蓝牙接入点覆盖围的接入时间，比如查询周期为 3.84s 时，发现设备的概率在95%以上，在20 米的覆盖围以1.3m/s 的速度移动则接入时间为15.4s，剩下11.56 秒可提供服务。

文献[27]中同样利用Cell-ID 的思路，提出将蓝牙与3G 网络结合，组成一个定位服务网络。文中指出GPS 不适合室定位，其他几种技术(2G 的

Cell-ID，TOA 方法)的定位精度过低，为了提高定位精度，可结合蓝牙技术实现10 米的定位精度。

Raffaele Bruno 等人[28]考虑位置感知的需求以及已有的一些定位和追踪

系统设备成本太高的问题，提出一种基于蓝牙的定位和追踪系统，实现低成本定位方案。该系统同样利用Cell-ID 的方法，进入覆盖点的蓝牙设备与蓝牙接入点

建立连接，重点分析了蓝牙的发现和连接建立过程，以及此过程的时间消耗和延迟。

Chawathe. S. S 等人[29]描述了一种新的方法来决定移动终端的位置，使用基于Cell-ID 的方法来确定蓝牙锚节点（beacon）交集覆盖区域的位置。根据蓝牙Range的特点，在室环境下覆盖的区域是不规则的，利用最大分离子超图的方法来确定锚节点的布置位置。主要利用蓝牙的短距离接收围优点，以及蓝牙设备低成本和易布置的优势。该方法的另一个优点是让移动设备来决定它自己的位置，而蓝牙锚节点和其他用户都是匿名不确定的。

根据以上的研究工作，基于围检测的定位方法只能实现“房间级”的定位精度，对于构建大围的定位追踪服务网络是一种可取的方案，但是对于室的高精度定位需求基于围检测的方法只能达到“房间级”的定位精度，不能够满足要求。蓝牙定位研究中开始探索利用蓝牙信号强度RSSI 来提高定位精度，根据信号传播的空间关系来确定设备的坐标位置。

2.2.2 基于信号强度的定位方法

蓝牙技术中提供了基于连接的RSSI 和基于查询的RSSI 两个可供定位技术实现的参数。在早期的蓝牙规中只提供基于连接的RSSI，这就意味着定位接入点设备和用户蓝牙设备必须在定位阶段一直建立连接。应用基于连接的RSSI 时遇到了一个GRPR 问题，即在信号强度的定义中存在一个黄金分割区，处于这个分割区的RSSI值总为0，表示在合适的信号接收围，对于要将实时RSSI 值与距离映射成对应关系的定位方法，GRPR 问题是一个限制点。在以后的蓝牙规当中，提供了基于查询的RSSI，该方法的优点是不需要建立连接，只需基本的查询过程就可以获取目标蓝牙设备的信号强度值。

Kotanen. A 等人[30]引入了基于信号传播模型的方法，通过读取连接RSSI 值来构建信号强度与距离的映射关系。实验结果达到了 3.76m 的定位精度，实验中也使用了扩展的卡漫滤波来实现3D 位置的估计。但是基于连接的RSSI 值存在GRPR 的问题，使得定位参数并不可靠，小围取得 3.76m 的定位精度并不是一个理想的结果。

文献[31]中也实现一种基于蓝牙信号强度的定位系统，利用蓝牙发送者和接收者之间距离与RSSI 值的相关性，采用三角定位来估计位置，在PDA 上进行了实现。该系统提出了三角定位的公式(LSE)，在地图上采集标定数据，最后用三角定位方法求出位置，定位误差为 2.06m。系统同样遇到了GRPR 的问题，采用了多项式近似转换的方法。

Bandara U 等人[32]提出蓝牙定位系统中使用RSSI 的三个问题：一是室环境下信号强度受到多径衰退，干挠等影响；二是信号强度定义中的GRPR 问题；三是蓝牙的连接建立时间过长。提出了一种多天线的接入AP 的方法，每个天线都连到AP上，定位服务器分别记录各个天线上的RSSI 值。使用一种可变衰减器来解决建立RSSI 映射的问题，使用采集标定数据的方法来解决干挠和多径衰退的问题，实验获得了92% 2m 的定位精度。该方法采用的仍然是基于连接的RSSI，不过提供了新的蓝牙定位思路。

Sheng Zhou 等人[33]提出用一个简单的cell 和信号传输模型来测量具体的RSSI值与距离的关系，系统表明距离误差为 1.2m。该文献中同样遇到了GRPR 的问题，只是单纯的利用信号传播模型来测量距离与RSSI 的关系。

文献[34]中提出了利用贝叶斯滤波进行蓝牙定位和用户轨迹估计的方法，该方法同样基于信号强度RSSI与距离的相关性，利用一个简单的信号传播模型来计算距离，再用贝叶斯滤波来估计静态用户和移动用户的位置。

文献[35, 36]中采用了基于指纹标定Fingerprinting 的定位方法。其中[35]中结合了蓝牙和Wi-Fi 两种无线信号，分别在实验地图上采集标定数据，不仅直接利用信号强度RSSI 来进行定位，同时文中提出了利用信号差值来解决设备无关性的问题，消除硬件设备RSSI 标准不统一的差异。实验结果表明结合蓝牙和Wi-Fi 这两种无线信号能取得更高的定位精度。文献[36]同样利用Fingerprinting 定位方法，在办公室环境下采集了蓝牙RSSI 标定数据，系统能够取得平均2.5 米的定位精度。系统同时比较了不同蓝牙锚节点个数、采集训练样本和定位样本个数对定位精度的影响。

从以上基于信号强度的蓝牙定位研究工作来看，基于信号传播模型的方法应用广泛。一般认为，距离和信号强度RSSI 之间存在一种基于LOG 形式的线性关系。根据信号的衰减特性，结合其他因素的影响提出了多种信号传播模型，如弗里斯公式模型，加入隔墙因子WAF，加入地面反射因子FAF，以及根据实际采集数据集训练出传播模型等。这些信号传播模型的方法在实际应用环境中仍然不可取，很难找到一个准确的模型来计算RSSI 与距离的对应关系。

2.2.3 其他定位方法

其他基于蓝牙技术的定位方法主要是利用链路质量LQ、蓝牙的功率伸缩、信号到达时间差以及查询反馈速率等方法。

文献[37, 38]都采用了基于链路质量LQ 的定位方法，其中[37]主要利用标定方法采集LQ 值和802.11 无线信号的RSS 值，结合这两种无线技术实现定位。实验结果表明在定位评估中利用多个无线信号的一个主要优点是某种无线信号不能用时利用其他的无线信号也能实现定位，提高定位系统鲁棒性，实验证明用蓝牙信号结合802.11 信号有时并不能提高定位精度。文献[38]提出了基于链路质量LQ 的三步定位方法，使用低成本的蓝牙设备来实现高精度的定位过程，其中三步定位过程分别为LQ 采样、蓝牙基站调度和实时定位。该方法假定每个作为CELL 的蓝牙LQ 是特定的，最后用神经网络模型来估计位置。

Forno F 等人[39]提出构建一个低成本定位系统架构，提出用不同功率级来查询周围的蓝牙设备，利用一个简单的、可伸缩的方法进行过滤测量和计算移动位置，同时采用了基于类比的理想功率伸缩状态，最后建立了蓝牙Ad hoc 传感器网络。实验取得了 1.88m 的定位精度。

Le Thanh Son 等人[40]针对当前的蓝牙定位系统在定位延迟、精度和可行性上的问题，提出一种新的定位方案，通过修改现有的蓝牙规，利用蓝牙在无线信道上传播的信号时间偏移来估算位置，仿真实验能够达到 1.5m 的定位精度。修改蓝牙规不是一种实际可行的方法，而且仅靠模拟的实验结果无法提供足够的说服力。

Barahim, M.Z 等人[41]提出一种低成本，易布置，可升级定位框架。系统由蓝牙传感器网络和中心控制系统构成，移动用户能够接收与位置相关的信息，如房间标志等。系统能利用OBEX 对象交换协议来推送定位信息，利用三角定位原理可以实现高精度定位。

文献[42]中分析了同一个频段的Wi-Fi 和蓝牙两种技术在同时工作时的干挠情况。实验结果表明在同一无线信道上连接的AP 越多，Wi-Fi 之间的干挠越大，蓝牙与Wi-Fi 之间的干挠也非常明显，而蓝牙设备之间的干挠非常小。这样用蓝牙设备来构建定位网络能满足要求。根据蓝牙设备的稳定性，提出了布置蓝牙tag 参考点的定位方法，再通过比较地图上参考点的方法来确定目标用户的位置，在有RSSI 信息的情况下，能够更精确地估计坐标位置。但是布置大量蓝牙参考点增加了定位系统的成本。

文献[43]中提出一种CMF 定位架构，利用蓝牙锚节点的查询反馈速率IRR 作为定位参数，采用基于Fingerprinting 的方法采集IRR 数据，对定位区域的静态用户进行定位。实验结果表明在蓝牙传感器较好覆盖的情况下，只用在静态位置停留3 分钟就能取得98%“房间级”的定位精度。

综上所述，蓝牙定位的研究一直探索利用更好的方法来解决室定位的问题，可以将这些方法归纳为基于Cell-ID 的方法、基于信号时间偏移的方法、基于信号传播模型的方法、基于Fingerprinting 的方法、基于参考点的方法和其他方法等。尽管蓝牙定位开展了大量的研究工作，但是暴露出的首要问题是室定位精度不高，其次是查询周期过长、提供训练样本的采样率过低，这些因素导致利用蓝牙技术实现定位过程中没有取得理想的定位效果。本文的首要目的就是要提高蓝牙定位的精度，提高蓝牙技术在室定位中的实际应用意义。

可以改进的不足

虽然室定位技术和行为识别技术已经开展了大量的研究工作，仍然存在许多关键的问题没有解决，如利用信号强度实现室定位一直面临信号强度RSSI受环境因

素影响动态变化的问题[44]；信号强度依然不是一个可信的定位参数，基于信号强度的蓝牙定位研究工作未能取得理想的定位精度。

《基于低功耗蓝牙的室定位技术研究_石志京》

蓝牙简介

蓝牙是一种支持设备间进行短距离无线通信的技术，传统蓝牙通信距离为10 米左右，而BLE4.0 版本的蓝牙通信距离能达到100 米。蓝牙技术能将各种使用蓝牙技术的电子设备(包括蓝牙音箱、蓝牙耳机、蓝牙笔记本等)连接起来进行无线通信，无需再部署大量的线缆，从而能简化设备间的连接。蓝牙采用分布式网络结构，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM[10]频段。

蓝牙 4.0[11]技术集传统蓝牙技术、高速技术和低功耗技术于一体，优势显著。在速度上，蓝牙 4.0 支持1Mbps 数据传输速度下的超短数据包传输，如此在传输小数据量时可以缩短传输时间；在连接延迟上，蓝牙 4.0 可以在最短 3 毫秒完成设备连接并开始数据传输，延迟极短；在通信围上，蓝牙 4.0 最大通信距离可以达到100 米，远远超过同类产品传输距离；在功耗上，蓝牙 4.0 支持设备不工作时进入休眠状态，从而降低设备功耗，延长设备使用时间；在使用安全性上，蓝牙4.0 使用AES-128 加密算法对数据包进行加密和认证，足够保证数据传输的安全性。

室定位技术发展

随着当今科技的迅猛发展，尤其是计算机技术、无线通信技术和半导体技术的飞速发展，大力的推动了当今室定位技术的发展。当前，主流的室定位技术主要包括：红外定位技术、RFID 定位技术、蓝牙定位技术、超声波定位技术、ZigBee 定位技术等。其中定位的原理包括：基于测距的定位算法和与距离无关的定位算法。其中与距离无关的定位算法包括质心算法、近似三角形点测试法和DV_Hop 算法等，基于测距的算法包括TOA 算法、TDOA 算法、AOA 算法、RSSI 算法等。

无线定位技术起源于上世纪八九十年代，当时，英国剑桥大学研发的Active Badge[6]系统属于研制室无线技术的领跑者，这项技术使用了非测距的红外线定位技术，优点是功耗低、体积小、携带方便，但缺点是定位算法复杂、延时高，大概十几秒才能完成一次定位过程，这样对于室静止的物体来说可以接受，但对于移动的物体来说，其实时性太低，效率不高。而且在室部署的各传感器都是通过有线方式连接起来的，布线复杂且增加设备成本，因此没有得到大规模使用。

2000 年，微软公司提出了基于射频技术Radar[7]的室定位系统，该系统实现室定位需要在离线阶段采集大量的RSSI 值数据记录在数据库里，然后在在线阶段根据现场采集到的RSSI 值以及一定的定位算法最终确定目标的位置，该系统定位精度能达到6 米以，算法实时性也较高，但缺点是在离线数据采集阶段需要测量大量数据，这增加了定位所需的工作量，而且换了工作环境，就又需要重新进行数据采集，工作量比较大，因此，该技术有待改进。

在国，室定位技术的研制也是紧跟世界潮流，目前越来越多的高等院校和研究机构投入到该领域中。比如在2002 年，清华大学研究组研制了基于RFID 的非测距室定位系统LANDMARC[8]，该系统定位精度达到了米级。在2011 年，

邮电大学研究组研制成功了基于TC-OFDM 的室定位系统，该系统实现了水平优于3 米垂直优于1 米的高精度室定位。

《基于蓝牙4_0低功耗室定位研究_卞合善》

2.1国外室定位技术介绍

目前主流室定位技术可以根据使用何种信息可以简单分为两大类:基于指

纹匹配的定位算法和基于测距的定位算法。基于指纹匹配的定位算法又包括确定性类型定位算法和基于概率性的定位算法,主要方式就是首先针对定位环境进行格子化釆样,然后进行数据处理后建立此环境下的指纹库,实时定位阶段,便可

以釆用确定型或者概率型算法进行样本匹配便可以得到坐标。而基于测距的定位算法,主要是根据近场射频所发射的RSSI建立距离转化模型。在实时定位的过程中,可以根据实时RSSI得到实时距离,然后根据实时距离采用相应的定位算

法获得实时坐标。

2.1.1 基于WIFI指纹匹配技术

基于指纹的定位算法主要分为确定型算法和概率型算法两类。不论是哪种类型的定位算法,基本都可以分为离线釆样阶段和在线定位阶段。

在离线釆样阶段,系统通过对特定样本数据的采集、分析、处理,训练所需的模型,确定相关的参数和配置,为后续阶段提供数据基础。

在在线定位阶段,系统通过对特定信号特征进行观测,并采用特定的方法,使用离线采样阶段生成的模型进行匹配计算,从而提供位置估计。

随着定位技术研究的不断深入,可以利用的信息也不断增多。目前,可以被用来进行定位的场景中的信号特征主要有无线信号(RSSI)、基站FM(Frequency

Modulation)、磁场信号等。同时,模型的定义也随着定位理论的不同而多种多样。常见的方法包括:基于传播模型、基于贝叶斯概率模型、基于粒子滤波框架、基于神经网络等等。其中,对于不同的信号特征,研宄其分布特征,并以其分布特性为基础,构建相关的模型也是常见的研宄方法。如无线定位方法中,对于无线信号强度分布的拟合问题即可使用高斯分布、混合高斯分布来完成,而其他的诸如KNN 技术、核方法、指纹排序方法,都极大的丰富了定位理论,提供了诸多的可能性。

2.1.2基于地磁采样定位技术

地磁场是具有波粒的福射特性的特殊物质,磁场是磁体间相互作用的媒介。在室外环境屮,地磁场的信号特征基本保持恒定,但是在室环境屮,由于钢筋

混凝土结构、机房等设备对磁场造成局部紊乱现象,因此理论上讲室场景不同

的区域的地磁特征观测结果应当具有良好的可区分性。

近年关于使用磁场进行室定位的研究成果逐渐增多,在使用WiFi进行无

线定位遇到瓶颈的今天,使用地磁定位己经成为了一个灸手可热的关注点。而对于室磁场特征的时间迁移性、设备迁移性研究,是决定磁场是否可被用来辅助

定位的重要标准。

2.1.3基于信号传播模型的ZigBee室定位

2.1.3基于信号传播模型的ZigBee室定位ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,它介于射频识别和蓝牙之间,也可以用于室定位。它有自己的无线电标准,一般使用基于测距方式实现定位。需要有特定的ZigBee信标,以及ZigBee接收器,然后根据ZigBee接收器上的RSSI转化为距离,进而在选择相应的定位计算方案实现定位。对于ZigBee来说,其传感器只需要很少的能量即可维持

正常的广播功能,他的所以其功耗很低,但是由于其传播距离特别低,所以导致现

在一般采用传感器接力的方式来解决这种方式。但是近几年对于ZigBee室定位技术研究的不是很多,其中最重要的原因就是消费领域中,没有支持ZigBee协议

的配套智能终端。所以ZigBee —般用来标签定位。ZigBee最显著的技术特点是它的低功耗和低成本。同样,其相对短板主要是相配套设备少,发射功率低,距离近。

2.1.4基于信号传播模型的蓝牙4.0室定位

蓝牙定位技术分为基于指纹匹配以及基于信号强度测量两种方式,而在这里选用蓝牙4.0是因为蓝牙4.0协议具有弥补之前蓝牙功耗高、距离短等缺点。在这里基于信号传播模型的蓝牙4.0室定位是通过在室安装蓝牙发射器信标这样

有发射器组成的定位铺点,用户使用手机就可以获得从三个点以上的距离以及三个点自身坐标,通过方程迭代就可以获得待测坐标点。

蓝牙定位技术的最大优点就是易部署、体积小、终端设备支持多以及另外一个最大优点低功耗,这将给室定位解决方案的推广带来极大便利。只要手机一直开启蓝牙,便可以获得用户的最新位置。采用另外的一个缺点为蓝牙信号系统的稳定性差,受噪声信号干扰大。

2.2国外室定位解决方案研究介绍

2.2.1 基于Win指纹匹配室定位解决方案

上文提到的微软研究院推出的RADAR系统是最经典的Win定位系统案例。它充分利用室无线设备信号,通过指纹采集、定位时观测、KNN方法等一系列步骤最终完成目标的定位。

Horus也是一款经典的基于Win的定位系统。正如上文所述,Homs使用朴素贝叶斯概率模型,对无线信号的统计分布特性进行建模和参数化表述,并在定位阶段进行概率计算和位置估计。

本文的研究基础WiMap系统[6]【7】也是一款经典的WiFi定位系统。WiMap 与Homs为同一类型的定位系统,都是基于贝叶斯概率模型的。不同的是,在信号强度分布的问题上,WiMap使用混合高斯模型去拟合,是一项重要的改进。同时,WiMap还在AP分区域、设备迁移性、时间迀移性、AP选择等等问题上做了优化。

2.2.2 基于ZigBee传播模型室定位解决方案

CC2431I6是一款集成了定位引擎的ZigBee射频收发器,ZigBee接收节点就可以构成无线局域网,可以实现3m~5rn的定位精度。ZigBee的出现具有一定代表性,它具有了无线通信技术的低功耗、低成本、高性价比的优点,在实现是无线定位技术中具有良好的应川前景,但是随着近几年智能手机的发展来看,

ZigBee技术根本无法满足常规用户的室定位需求,因为想苹果、三星、小米

等大厂商来说,他们的终端并没有集成ZigBee接收器,也就是说对于普通的用

户来说智能购买特殊的节点,还需要额外的显示软件配套,这样又带来一系列集

成问题,这也将导致基于ZigBee室定位技术无法推广,只能适用于一些特殊

场景,例如工业定位、博物馆物品定位、家居定位等基于物体物联网相关的室

定位。

2.2.3 基于iBeacon技术室定位解决方案

基于iBeacon室定位技术其实与基于蓝牙4.0低功耗定位技术在本质上并无区别,只是基于Hieacon技术更加确切的说法,即借助苹果公司推出的最新的iBeacon技术实现室高精度低功耗定位。iBeacon技术从狭义讲,它是借助于蓝牙4.0协议最新的近距离无线通信技术。ffieacon是来源于2013年苹果幵发者大会上推出iOS7系统时候,能够与多项基于现代化网络服务系统终端建立合法连接,从而满足信息“传递-接收”两端的个性化需求。这其实主要是对于苹来的近场通信所打下基础。

基于iBeacon技术的室定位解决方案能够实现周围区域50米左右的信息传输服务,并且能把指定的信息传输到特定的服务对象手中。通过13年iBeacon 技术的推广,以及14年ffieacon技术的成长来看,现阶段各国己经幵始逐渐实

现了一些基于iBeacon定位技术的人性化服务。例如:博物馆中物体播报、儿童安全的电子展览、会场入场签到、移动支付、智能家居等一系列真正的物联网技术。在国以Sensoro带领的iBeacon制造商已经与微信摇一摇以及特斯拉相结合,通过iBeacon技术真正实现了物物相联的概念,这也将带来iBeacon近场通信前所未有的机会,同时对于以及iBeacon室定位无缝连接也将会得到巨大推广。

蓝牙技术的形成背景、发展历程及现状报告

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目录 蓝牙技术的形成背景、发展历程及现状 (3) 第一节形成背景 (3) 第二节发展历程 (4) 第三节基本原理和特点 (6) 2、呼叫过程 (6) 3、数据传输 (7) 4、蓝牙解决的问题 (7) 5、蓝牙的解决方案 (7) （2）工作频段全球通用 (8) （3）使用方便 (8) （4）安全加密、抗干扰性强 (8) （5）多路多方向链接 (8) （6）更低碳 (8) 2

蓝牙技术的形成背景、发展历程及现状 第一节形成背景 “蓝牙”的形成背景是这样的：1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM 和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组，以使蓝牙技术能够成为未来的无线通信标准。芯片霸主Intel公司负责半导体芯片和传输软件的开发，爱立信负责无线射频和移动电话软件的开发，IBM和东芝负责笔记本电脑接口规格的开发。1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、三星、朗讯与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热潮。全球业界即将开发一大批蓝牙技术的应用产品，使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景，并预示着21世纪初将迎来波澜壮阔的全球无线通信浪潮。 关于蓝牙这个名字的由来还有一个小故事。“蓝牙”这名称来自10世纪的丹麦国王哈拉尔德(Harald Gormsson)的外号。出身海盗家庭的哈拉尔德统一了北欧四分五裂的国家，成为维京王国的国王。由于他喜欢吃蓝莓，牙齿常常被染成蓝色，而获得“蓝牙”的绰号，当时蓝莓因为颜色怪异的缘故被认为是不适合食用的东西，因此这位爱尝新的国王也成为创新与勇于尝试的象征。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。 随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便捷式电能和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域扩展，市场对低功耗的要求越来越高。蓝牙4.0协议版本是蓝牙3.0高速版本基础上增加了低能消耗协议部分。嵌入式设备在很多应用场景要求能耗非常低，传输速率要求也不高，对于这类设备，可以仅实现4.0协议中低耗能蓝牙部分，通过与支持双模的主机设备进行通信或者跟同类设备通信。 由于蓝牙4.0协议拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可持续工作数年之久；同时还有低成本、跨厂商互操互作性、2毫秒低延迟、AES-128加密等诸多特色，可以广泛应用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联 3

基于arduino的无线传感器网络室内定位方法的研究大学论文

摘要 无线传感器网络（WSN，Wireless Sensor Network）是近年来迅速发展并受到普遍重视的新型网络技术，它的出现和发展给人类的生活和生产的各个领域带来了深远的影响。无线传感器网络节点定位技术是无线传感器网络应用研究的基础。目前，已有多种定位技术被应用于室内定位中，尤其是基于接收信号强度（RSSI，Received Signal Strength Indication）的定位技术以其低功耗、低成本、易于实现等优点，得到了无线传感器网络研究学者们的青睐。 本文重点研究了基于RSSI的室内定位的关键技术，主要包括定位模型分析和定位算法设计。首先，为了获得较为精确的定位，根据RSSI测距原理和无线信号传播衰减模型在设定的室内环境进行多次实验，通过计算及均值处理等方法反复调整以获得标准的定位模型参数，得到高精度的等效距离。接着，根据三边定位算法原理简化定位算法，建立更为简单的定位模型，采用双边定位得到两个可能的定位点，再利用RSSI测距原理对两个定位点进行择优选择确定定位点。最后，在Arduino开发平台上对参考节点与未知节点这两类iDuino节点的室内定位模型进行了软件开发设计和程序开发。在设定的室内环境部署iDuino节点，搭建实验定位模型，并实现了定位。 关键词：无线传感器网络，节点，室内定位，RSSI，Arduino

ABSTRACT Wireless sensor network (WSN) is developed rapidly and universally emphasized as a new network technology in recent years, the advent and development of WSN have had a profound and lasting impact on the life and all areas of production of human beings. Wireless nodes localization technology is the basis in the application and studies of wireless sensor network. There are a variety of positioning technology have been used in indoor location at present, especially the based on RSSI (received signal strength) positioning technology gets a great preference from many scholars of studies of wireless sensor network with the advantages of low power consumption, low cost and easy to realize. This paper mainly studies the key technology of indoor positioning based on RSSI, which mainly includes the positioning model analysis and positioning algorithm design. First, in order to obtain more accurate positioning, we perform several experiments according to the RSSI ranging principle and wireless signal propagation attenuation model in the setting of indoor environment, and get accurate positioning model parameters and equivalent distance by the methods of calculation and mean processing. Then, we simplify Trilateral Localization Algorithm to Bilateral Location Algorithm and establish a simpler positioning model, with which we can get two nodes of possible location, and determine the better node according to the RSSI ranging principle. At last, we make software designing and programming of these nodes that are anchor nodes and nodes of unknown on the Arduino development platform. Combined with the indoor environment we selected, we deploy the iDuino nodes and then build location model, with which we implement the location. KEY WORDS：Wireless Sensor Network，Nodes，Indoor Location，RSSI，Arduino

室内定位技术的发展现状及前景分析

室内定位技术的发展现状及前景分析 摘要：从室内定位的角度出发，以GPS定位技术作为比较，分析了我国北斗系统定位技术的发展现状及前景。介绍了GPS系统和北斗系统现有的多种定位方式与解算算法，并总结出北斗系统的优势。北斗卫星导航系统正式提供服务以来.，地基增强系统的建设在我国陆续展开，多个地区的地基增强系统已经建立完成，借助于地基增强系统能够实现更好的室内定位，达到优于厘米级的高精度服务。分析了现有的室内定位技术、存在的问题以及近期的研究热点。 关键词：GPS；北斗系统；地基增强系统；室内定位 引言现如今，GPS定位技术已经应用到生活的各个领域，作为国内正在发展的北斗系统，也需要进一步提高定位精度，尤其是在室内环境的精确定位。 一．北斗简介 北斗，即北斗卫星导航系统，是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。主要目的是位全球用户提供高质量的定位、导航、授时服务，并能向有更高要求的授权用户提供进一步服务，军用与民用目的兼具。中国的北斗导航系统和美国GPS、俄罗斯格罗纳斯、欧盟伽利略系统并称为全球四大卫星导航系统。 二．GPS和北斗的定位方式 2.1 GPS定位方式 GPS定位是结合了GPS技术、无线通信技术、图像处理技术及GIS技术的定位技术，主要可实现如下功能：1.跟踪定位2.轨迹回放3.报警(报告) 4.地图制作功能5.里程统计GPS 定位的方法是多种多样的，用户可以根据不同的用途采用不同的定位方法。 （1）根据定位所采用的观测值 伪距GPS定位，伪距定位所采用的观测值为GPS伪距观测值，所采用的伪距观测值既可以是C/A码伪距，也可以是P码伪距。伪距定位的优点是数据处理简单，对定位条件的要求低，不存在整周模糊度的问题，可以非常容易地实现实时定位;其缺点是观测值精度低，C/A 码伪距观测值的精度一般为3米，而P码伪距观测值的精度一般也在30个厘米左右，从而导致定位成果精度低，另外，若采用精度较高的P码伪距观测值，还存在AS的问题。 载波相位GPS定位，载波相位定位所采用的观测值为GPS的载波相位观测值，即L1、L2或它们的某种线性组合。载波相位定位的优点是观测值的精度高，一般优于2个毫米;其缺点是数据处理过程复杂，存在整周模糊度的问题。 （2）根据定位的模式 绝对GPS定位，绝对定位又称为单点定位，这是一种采用一台接收机进行定位的模式，它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。 相对GPS定位，相对定位又称为差分定位，这种定位模式采用两台以上的接收机，同时对一组相同的卫星进行观测，以确定接收机天线间的相互位置关系。 2.2 北斗定位方式 北斗定位方式分单点定位和相对（差分）定位。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对（差分）定位是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。

蓝牙技术原理及应用

蓝牙技术的原理及应用 学院：****姓名：**** 班级：*** 学号：**** 产生背景 随着经济的发展，人们对随时随地提供信息服务的移动计算机和宽带无线通信的需求越来迫切。以人为本、个性化、智能化的移动计算机，以其方便、快捷的无线接人、无线互联的新产品，已经逐渐融入到人们的日常生活和工作中。随之而来的便携式终端和无线通信相关的新技术层出不穷，其中短距离的无线通讯技术更是百花齐放、目不暇接。蓝牙技术就是在这种背景下产生的。 蓝牙技术的起源 1998年5月，爱立信、IBM、Intel、Nokia和东芝五家公司联合成立T蓝牙特别利益集团(Bluetoothspeeial Interest Group—BSIG)，并制订了近距离无线通信技术标准—蓝牙技术。旨在利用微波取代传统网络中错综复杂的电缆，使家庭或办公场所的移动电话、便携式计算机、打印机、复印机、键盘、耳机及其它手持设备实现无线互连互通。它的命名借用了一千多年前一位丹麦皇帝哈拉德·布鲁斯(Harald Bluetooth)的名字。 所谓蓝牙技术，实际上是一种短距离无线电技术，它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定和移动设备通信环境建立一个特别连接的短程无线电技术。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽了道路。它具有无线性、开放性、低功耗等特点。因此，蓝牙技术已经引起了全球通信业界和广泛用户的密切关注。 蓝牙技术的特点 蓝牙技术具有许多优越的技术性能,主要有蓝牙特性、TDMA结构、使用跳频技术、蓝牙设备的组网、软件的层次结构等，下面详细介绍其特点。 蓝牙设备的工作频段选在全球通用的2.4GHz的ISM(工业、科学、医学)频段，这样用户不必经过申请便可以在2400～2500MHz范围内选用适当的蓝牙无线电收发器频段。频道采用23个或79个，频道间隔均为1MHz，采用时分双工

蓝牙技术现状和发展趋势

目录 目录............................................................................................................................................................................................ I 摘要 ........................................................................................................................................................................................II ABSTRACT (3) 第一章绪论 (4) 1．1引言 (4) 第二章蓝牙技术现状 (5) 2．1目前蓝牙技术发展的现状 (5) 2．1．1发展迅速应用广泛 (5) 2．1．2技术应用问题凸现 (6) 第三章蓝牙技术发展趋势 (9) 3．1增加消费者的认知度 (9) 3．2产品应具有互操作性 (9) 3．3产品应使用方便 (9) 第四章局域网组建 (10) 4．1蓝牙体系结构 (10) 4．1．1体系结构 (10) 4．1．2硬件部分 (10) 4．1．3蓝牙协议（软件） (11) 4．1．4路由机制 (11) 4．2具体组网方案 (13) 总结 (14) 参考文献 (15)

摘要 蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。其目标是实现最高数据传输速度1Mb／s(有效传输速度为721kb／s)、最大传输距离为10米，用户不必经过申请便可利用2．4GHz的ISM(工业、科学、医学)频带，在其上设立79个带宽为1MHz的信道，用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。 一项新技术的出现，人们对它抱的期望值往往很高，往往短期内不能令人满意，这是因为任何新技术的发展都需要有一个过程，蓝牙技术也不例外；技术标准统一，知识产权共享的优势是非常明显的，相信通过业界的共同努力，它未来的发展是不可限量的，从长远来看可能会超出人们的想象。 关键词：蓝牙现状发展

蓝牙技术的起源与发展

蓝牙技术的起源与发展 从音频传输、图文传输、视频传输，再到以低功耗为主打的物联网传输，蓝牙应用的场景也越来越广。 世界是蓝色的，而不知不觉这个世界将有40 亿蓝牙设备了。这篇文章，我们将带你一起回顾蓝牙 1.0 到 5.0 的技术变迁，从音频传输、图文传输、视频传输，再到以低功耗为主打的物联网传输。我们还将和你一起梳理，越来越广阔的蓝牙应用的场景。关于蓝牙技术你所不知道的前世今生，都在这里了。 也许很少有人知道，蓝牙（Bluetooth）一词取自于十世纪丹麦国王哈拉尔的名字Harald Bl 分。 蓝牙的起源 蓝牙的历史实际上要追溯到第二次世界大战。蓝牙的核心是短距离无线电通讯，它的基础来自于跳频扩频（FHSS）技术，由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil 在1942 年8 月申请的专利上提出。他们从钢琴的按键数量上得到启发，通过使用88 种不同载波频率的无线电控制鱼雷，由于传输频率是不断跳变的，因此具有一定的保密能力和抗干扰能力。 起初该项技术并没有引起美国军方的重视，直到20 世纪80 年代才被军方用于战场上的通信设备通过移动电话接入到蜂窝网上，而这种连接的最后一段就是短距离的无线连接。随着项目的进展，爱立信把大量资源投入到短距离无线通讯技术的研发上。 1998 年5 月20 日，爱立信联合IBM、英特尔、诺基亚及东芝公司等5 家著名厂商成立「特别兴趣小组」（Special Interest Group，SIG），即蓝牙技术联盟的前身，目标是开发一个成本低、效益高、可以在短距离范围内随意无线连接的蓝牙技术标准。当年蓝牙推出0.7 规格，支持Baseband 与LMP（Link Manager Protocol）通讯协定两部分。 1999 年先后推出0.8 版、0.9 版、1.0 Draft 版。完成了SDP（Service Discovery Protocol）协定和TCS（Telephony Control Specification）协定。

室内定位技术汇总教学内容

室内定位技术调研 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。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，GPS和北斗导航定位系统在室内都很难定位，原因是定位系统星座发射的微波信号过于微弱，并且频率很高，即要沿着直线传播，且难以穿过墙壁，所以在室内就收不到信号了。只有在室外，天空中没有什么阻挡时可以接受。 图1 室内定位的方式 因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS技术（如伪卫星等），无线定位技术（无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技

术等），其它定位技术（计算机视觉、航位推算等），以及GNSS和无线定位组合的定位技术（A-GPS或A-GNSS）。除了以上提及的定位技术，还有基于计算机视觉、光跟踪定位、基于图像分析、磁场以及信标定位等。此外，还有基于图像分析的定位技术、信标定位、三角定位等。目前很多技术还处于研究试验阶段，如基于磁场压力感应进行定位的技术。如图1所示，能够满足米级定位精度的定位技术，从规模上推广角度来看由易到难，依次为 Wi-Fi、LED、RFID、ZiBee、超声波、蓝牙、计算机视觉、激光、超宽带等。实现室内定位技术上可以采取以下一种或多种混合：北斗定位、基站定位、wifi定位、IP定位、RFID/二维码等标签识别定位、蓝牙定位、声波定位、场景识别定位. Wi-Fi定位 Wi-Fi定位相比于北斗、GPS、基站定位方式的优势在于室内定位精度高。由于Wi-Fi热点廉价、布设容易，很容易通过增加Wi-Fi热点来提高室内定位精度。若用于LBS，Wi-Fi定位可作为一定室内区域（如博物馆内部、校园内各建筑内部）的定位手段，而在室外仍用北斗定位等方式。当前比较流行的Wi-Fi 定位是无线局域网络系列标准之IEEE802.11的一种定位解决方案。该系统采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，易于安装，需要很少基站，能采用相同的底层无线网络结构，系统总精度高。Wi-Fi绘图的精确度大约在1米至20米的范围内，总体而言，它比蜂窝网络三角测量定位方法更精确。但是，如果定位的测算仅仅依赖于哪个Wi-Fi的接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，那么在楼层定位上很容易出错。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低。但无论是用于室内还是室外定位，Wi-Fi收发器都只能覆盖半径90米以内的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。利用 Wi-Fi 可以覆盖一个十万平米的商场,费用几十万元，在这个商场中不仅可以做到米级的定位，还可以满足上网需求（在商场中用户的需求中，上网的需求远远大于室内定位导航的需求）。Wi-Fi 定位并不是不能做亚米级乃至分米级的定位，英国的研究机构就用 Wi-Fi 技术来探测墙后恐怖分子的肢体活动，当然这个成本目前也不是大众消费市场所能负担的。Wi-Fi需要60～140m配置基站继续覆盖。

无线室内定位技术和系统的最新进展

Hindawi Publishing Corporation Journal of Computer Networks and Communications Volume2013,Article ID185138,12pages https://www.sodocs.net/doc/9a18453506.html,/10.1155/2013/185138 Review Article Recent Advances in Wireless Indoor Localization Techniques and System Zahid Farid,Rosdiadee Nordin,and Mahamod Ismail School of Electrical,Electronics&System Engineering,University Kebangsaan Malaysia(UKM),43600Bangi, Selangor,Malaysia Correspondence should be addressed to Zahid Farid;zahidf9@https://www.sodocs.net/doc/9a18453506.html, Received17May2013;Accepted17August2013 Academic Editor:Rui Zhang Copyright?2013Zahid Farid et al.This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use,distribution,and reproduction in any medium,provided the original work is properly cited. The advances in localization based technologies and the increasing importance of ubiquitous computing and context-dependent information have led to a growing business interest in location-based applications and services.Today,most application requirements are locating or real-time tracking of physical belongings inside buildings accurately;thus,the demand for indoor localization services has become a key prerequisite in some markets.Moreover,indoor localization technologies address the inadequacy of global positioning system inside a closed environment,like buildings.Based on this,though,this paper aims to provide the reader with a review of the recent advances in wireless indoor localization techniques and system to deliver a better understanding of state-of-the-art technologies and motivate new research efforts in this promising field.For this purpose,existing wireless localization position system and location estimation schemes are reviewed,as we also compare the related techniques and systems along with a conclusion and future trends. 1.Introduction Location based services(LBSs)[1]are a significant permissive technology and becoming a vital part of life.In this era, especially in wireless communication networks,LBS broadly exists from the short-range communication to the long-range telecommunication networks.LBS refers to the applications that depend on a user’s location to provide services in various categories including navigation,tracking,healthcare,and billing.However,its demand is increasing with new ideas with the advances in the mobile phone market.The core of the LBSs is positioning technologies to find the motion activity of the mobile client.After detection,we pass these statistics to the mobile client on the move at the right time and the right location.So,the positioning technologies have a major influence on the performance,reliability,and privacy of LBSs, systems,and applications[2]. The basic components of LBS are software application (provided by the provider),communication network(mobile network),a content provider,a positioning device,and the end user’s mobile device.There are several ways to find the location of a mobile client indoors and outdoors.The most popular technology outdoors is global positioning system (GPS)[1].Location finding refers to a process of obtaining location information of a mobile client(MC)with respect to a set of reference positions within a predefined space. In the literature,many terms are used for location finding like position location,geolocation,location sensing,or local-ization[3].Position system is a system arranged in such a way to find or estimate the location of an object.The aims of this paper are to provide the reader with fingerprinting based wireless indoor localization techniques and systems for indoor applications.The authors hope that this paper will benefit researchers working in this field,users,and developers in terms of using these systems and will help them identify the potential research shortcoming and future application products in this emerging area. 1.1.Indoor versus Outdoor Positioning.Positioning system can be categorized depending on the target environment as either indoor,outdoor,or mixed type.For localization in an outdoor environment,global navigation satellite systems (GNSS)such as GPS have been used in a wide range

现代通信新技术发展现状及趋势

现代通信新技术发展现状及趋势现代通信的发展现状，所采用的最新技术及其发展趋势，主要为通信网中“三网”现状和趋势、宽带网核心技术（ATM与IP）、宽带接入技术、第三代移动通信、蓝牙、超宽带等。 1 引言 在NII（国家信息基础设施）的建设中，大容量、高速率的通信网是主干，NII的目标在很大程度上依*通信网实现，因此通信网的发展倍受瞩目。通信网技术的发展，制约着计算机网络的发展，制约着政治、经济、军事、文化等各行各业的发展，及时了解和掌握现代通信网新技术及发展趋势，并将之运用于军事装备的设计和规划中，对于提高军事发展水平有重要意义。 2 “三网”发展现状和趋势 通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄带和宽带、实时和非实时、恒定速率和可变速率，尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电话网、有线电视网（CATV）、计算机网，它们都各有自己的优点和不足。 计算机网络虽能很好地支持数据业务，但实时性（QoS，服务质量）差，宽带性不够，不支持电话和实时图像业务，网络管理的让费和安全性不够。 电话网虽可高质量地支持话音业务，但带宽不够，所有的程控交换机均按传输话音的带宽设计（64kbit/s）。同时智能不够，虽有部分智能网业务（如800），但目前还达不到计算机网络的智能。

有线电视网虽然实时性和宽带能力均很好，但不能双向通信、无交换和网络管理。 三种网都在逐步演变，使自己具备其他两网的优点，电信网通过采用光纤、xDSL、以太网和ATM，提供Internet的高速接入和交互多媒体业务；CATV铺设光缆，以更换同轴电缆，采用HFC技术进行双向化改造；网络公司围绕Internet技术建网，力争在同一个网上，支持全业务。目前*单一网络的发展，难以实现通信网的发展要求，因此提出“三网融合”的概念。 “三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一，而是指高层业务应用的融合，即技术上互相渗透，网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在GII（全球信息基础结构）概念下，共同存在，向互通融合的趋势发展。 “三网融合”有利于最大程度地共享现有资源，为推动“三网融合”，ITU提出了GII概念，其目标是通过三网资源的无缝融合，构成一个具有统一接入和应用界面的高效网络，满足用户在任何时间、任何地点，以可接收的质量和费用，安全地享受多种业务（声音、数据、图像、影像等）。 下一代网络中软交换、能动网和分布式面向对象的网络结构（DONA）将是新的发展思路。 在现代通信新技术中，主要为大家介绍宽带网核心技术（IP与ATM）、接入网技术、光纤接入技术、第三代移动通信技术及蓝牙、超宽带等无线通信技术。

室内定位惯性导航

室内定位惯性导航 2016-08-10 joy 室内定位最新资讯 随着移动通信技术的快速发展与智能手机的日益普及，越来越多基于位置信息的服务进入了实际生活和生产。被广泛应用的全球定位系统(GPS)及蜂窝网定位等技术能在室外环境下实现较高精度的定位，但在室内常常面临无线信号衰减、定位精度下降等问题。为满足人们对于室内定位的需求，出现了众多室内定位技术。这些技术各有特点，应用环境也不相同。 上海北寻信息科技有限公司等研发的惯性室内定位技术是惯性导航原理在室内环境中的应用，具有惯性导航固有的自主性强、环境适应性好、易于实现三维定位等优点，是实现无GPS及其它无线网络环境下室内定位的良好选择。 1. 定位算法结构 基于惯性测量的室内定位主要有步行航位推测(Pedestrian Dead Reckoning)与捷联惯性导航(Strap-down Inertial Navigation)两种方式可应用 于手持平台。 2. 静止检测算法 零速度修正算法需要检测设备速度为零的状态，并将此状态下传感器加速度数据积分得到的速度值作为扩展型卡尔曼滤波器速度误差的测量值，用以估计速度误差，因此准确判断设备静止是保证系统良好运行的重要基础。 在n t 时刻，加速度与角速度的模值分别为： 在tn时刻附近选取一时间窗tnm~tn+m，期间加速度模值的方差为： 3. 定位算法的完整流程 采用捷联惯性室内定位算法，从MEMS 传感器采集数据到获取位置信息主要包括下面五个步骤： （1）初始对准，确定定位起始点，并通过重力在设备坐标系的投影确定设备初始滚转角与俯仰角，同时使用磁阻传感器确定初始偏航角； （2）扩展型卡尔曼滤波器更新开始，通过将滤波器状态向量中的对应项分别与加速度计与陀螺仪输出的加速度与角速度向量相加，对加速度与角速度进行补偿； （3）使用补偿后的陀螺仪三轴角速度计算设备姿态角，再使用姿态角计算相对应的旋转矩阵，该矩阵作为扩展型卡尔曼滤波器的输入量参与滤波器更新；（4）将旋转矩阵与补偿后的加速度向量相乘，将加速度从设备坐标系转换到地理坐标系； （5）对转换坐标系后的加速度进行积分，得到地理坐标系下的速度，再对该速度进行积分得到地理坐标系下的位移，即为相对初始点的位置信息；当静止检测算法检测到静止状态时，触发卡尔曼滤波器的测量过程（即零速度修正过程），将滤波器输出的速度误差最优估计与积分所得的速度相加，获得修正后的速度；再使用速度误差的最优估计计算位移的估计误差，并与修正后的速度积分所得的位移相加，获得修正之后的位移。

蓝牙技术的现状及发展

摘要：根据2003年蓝牙世界大会上的信息，就目前蓝牙技术的现状及发展作一探讨。 关键词：蓝牙现状发展 蓝牙(Bluetooth)是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。其目标是实现最高数据传输速度1Mb／s(有效传输速度为721kb／s)、最大传输距离为10米，用户不必经过申请便可利用2．4GHz的ISM(工业、科学、医学)频带，在其上设立79个带宽为1MHz的信道，用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。 目前，蓝牙标准化集团Bluetooth SIG(特别兴趣小组)的成员企业数已达到2000家以上。除了原创的5家厂商之外，包括康柏(Compaq)、戴尔(Dell)、摩托罗拉(Motorola)、Qualcom、BMW 及卡西欧(Casio)等均已加入，所有厂商已达成知识产权共享的协议，以推广此项技术。在技术标准方面，蓝牙协会已在1999年7月推出Bluetooth 1．0之标准。而我国亦至少有12家厂商、组织已加入Bluetooth国际联盟，同时国内也在1999年初成立国内的Bluetooth SIG，以促进技术引进、市场及技术资讯扩展、应用推广等工作。 1 目前蓝牙技术的现状 1．1 发展迅速，应用广泛 自从1998年提出蓝牙技术以来，蓝牙技术的发展异常迅速。蓝牙Bluetooth作为一种新的短距离无线通信技术标准，受到全世界越来越多工业界生产厂家和研究机构的广泛关注。成立了世界蓝牙组织Bluetooth SIG，采用技术标准公开的策略来推广蓝牙技术，现已发展成为一个相当大的工业界高新技术标准化组织，全球支持蓝牙技术的2000多家设备制造商都已经成为它的会员，一项公开的、全球统一的技术规范得到了工业界如此广泛的关注和支持在以往是罕见的。近年来，世界上一些权威的标准化组织，也都在关注蓝牙技术标准的制定和发展。例如，IEEE的标准化机构，也已经成立了802．15工作组，专门关注有关蓝牙技术标准的兼容和未来的发展等问题。IEEE 802．15．1 TG1就是讨论建立与蓝牙技术1．0版本相一致的标准；IEEE 802．15．2 TG2是探讨蓝牙如何与IEEE 802．11b无线局域网技术共存的问题；而IEEE 802．15．3 TG3则是研究未来蓝牙技术向更高速率(如10-20Mbits／s)发展的问题。国内的一些生产厂家与研究部门也准备开始组织蓝牙技术产品的开发。由来自国家主管部门、企业界、学术界以及研究生产机构的领导、专家、教授等权威人士发起成立的中国蓝牙技术发展与应用论坛，吸引了众多关注蓝牙技术的各界人士，还组织国内各界与世界蓝牙组织SIG的代表，就双方所关注的问题进行了认真的讨论。并就双方今后进一步加强联系、共享蓝牙技术信息资源、共同促进蓝牙技术在中国的推广与应用等问题达成共识。 蓝牙是取代数据电缆的短距离无线通信技术，可以支持物体与物体之间的通信，工作频段是全球开放的2．4GHz频段，可以同时进行数据和语音传输，传输速率可达到10Mb／s，使得在其范围内的各种信息化设备都能实现无缝资源共享。蓝牙技术的应用被认为非常广泛而且极具潜力。它可以应用于无线设备(如PDA、手机、智能电话、无绳电话)、图像处理设备(照相机、打印机、扫描仪)、安全产品(智能卡、身份识别、票据管理、安全检查)、消费娱乐(耳机、MP3、游戏)汽车产品(GPS、ABS、动力系统、安全气袋)、家用电器(电视机、电冰箱、电烤箱、微波炉、音响、录像机)、医疗健身、建筑、玩具等领域。蓝牙行业对于市场的持续增长感到欣慰，现在没有人再质疑它的生命力。2002年，400余种蓝牙产品的销量总共达到了3000万件；而2003年的数字是2002年的2倍。In-Stat／MDR公司预测，蓝牙市场的规模在2007年将膨胀到6亿件。爱立信技术授权公司的总裁Maria Khorsand表示：“在如此艰难的经济环境下，蓝牙是少数仍在增长的产品之一”。 1．2 技术应用问题凸现 虽然蓝牙技术发展迅速，应用广泛，市场前景良好，但蓝牙技术目前的现状，特别从2003年的蓝牙世界大会所暴露的问题来看，前景仍然不容乐观。

七大室内定位技术PK

七大室内定位技术P K Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT-

七大室内定位技术PK 随着LBS和O2O搅得火热，定位技术近年来也备受关注且发展迅速。虽然室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。而随着现代人类生活越来越多的时间都处在室内，室内定位技术的前景也非常广阔。 但虽然作为LBS最后一米的室内定位饱受关注，但技术的不够成熟依然是不争的事实。不同于GPS，AGPS等室外定位系统，室内定位系统依然没有形成一个有力的组织来制定统一的技术规范，现行的技术手段都是在各个企业各自定义的私有协议和方案下发展，也致使各种室内定位技术相映生辉。 下面我们就从精确度，穿透性，抗干扰性，布局复杂程度，成本5个方面全方位来比较一下市面上流行的几种室内定位手段。 红外线定位技术 精确度：★★★★☆ 穿透性：☆☆☆☆☆ 抗干扰性：☆☆☆☆☆ 布局复杂程度★★★★★ 成本：★★☆☆☆ 红外线室内定位有两种，第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位;第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。 红外线的技术已经非常成熟，用于室内定位精度相对较高，但是由于红外线只能视距传播，穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器)，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显。加上红外线的传输距离不长，使其在布局上，无论哪种方式，都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端，布局复杂，使得成本提升，而定位效果有限。 红外线室内定位技术比较适用于实验室对简单物体的轨迹精确定位记录以 及室内自走机器人的位置定位。 超声波室内定位技术 精确度：★★★★★ 穿透性：★☆☆☆☆ 抗干扰性：★★★☆☆

室内定位技术发展与应用研究

第 40卷第6期 测绘与空间地理信息 V 〇L40，N 〇.62017 年 6 月 GEOMATICS & SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY Jim.，2017 室内定位技术发展与应用研究 周源，刘禹鑫，林富明 (国家测绘地理信息局黑龙江基础地理信息中心，黑龙江哈尔滨150081) 摘 要 ：目前，全球卫星导航系统是获取室外环境位置信息最常用的技术手段，但由于卫星信号易被遮挡，并不 适用于室内或者高楼林立的复杂场合，因此，室内定位技术作为室外定位的有力补充迅速发展。本文通过介绍 目前主流室内定位方式及关键技术，结合室内定位技术的研究现状，深入挖掘了室内定位技术的潜在价值及广 阔前景，并提出具体创新应用方向，力求构建深层面的智慧位置平台。 关键词：室内定位；WI - F I ;定位数据；关键技术;应用前景；位置服务中图分类号：P 236 文献标识码：A 文章编号：1672 -5867(2017)06 -0054 -04 Research on the Development and Application of Indoor Positioning Technology ZHOU Yuan , LIU Yu -xin , LIN Fu - ming (Heilongjiang Geomatics Center of NASMG, Harbin 150081, China) Abstract ： At present , the Global Navigation Satellite System (GNSS ) is the most commonly used technical means accessing to outdoor environment location information , but the satellite signal is easily blocked and does not apply to the complex situations , such as indoor or high - rise buildings , so as the powerful supplement of outdoor positioning , indoor positioning technology is rapidly developing . Through the introduction of the method and key technology of current mainstream indoor positioning and combined with the research status of indoor positioning technology , the paper deeply digs the potential value and broad prospects of the indoor positioning technolo -gy , puts forward the specific innovation application , and strives to build the Smart Location Platform .Key words ： indoor positioning ； WI - FI ； location data ； key technology ； application prospect ； LBS 〇引言 随着人类社会的进步，人们越来越关注自身的精确 位置信息，以及兴趣点的定位与导航。GNSS 提供了有效 的室外定位手段，成为很多人的必备工具。但是卫星导 航也有它的不足:在高楼林立的城市区域以及大型场馆 的室内环境，卫星定位的精度会大幅降低，甚至无法定 位。随着人们对精准性和速度的要求越来越高，对室内 定位的需求也十分迫切，定位与位置服务“最后一公里”问题日益突出，室内定位凸显了其作用与价值。 常规的室内定位技术手段是:通过在室内有效布置 基站，用户凭借手机等工具在基站中产生包括距离和信 号强度等指纹特征，再根据多个基站的指纹交叉确定用 户的位置。目前，已经投入应用的基站类型包括Wi - Fi 、 收稿日期=2016 -08 -29 基金项目=2016年国家基础测绘科技计划项目测绘新技术系统开发与示范应用子课题室内外高精度无缝定位技术研究与智慧位置 示范系统构建(2016 KJ 0102)资助 作者简介:周源（1981 -)，男，吉林省吉林市人，工程师，硕士 ,2007年毕业于东北林业大学森林经理学专业，主要从事地理信息系 统研发、位置服务应用研究工作。 蓝牙、室内LED 灯、有源RFID 、UW B 等多种方式。此外， 有研究机构正积极开展基于多媒体的室内定位技术研 究，并获得初步成果。完善的室内定位技术，将是整合Wi -Fi 、蓝牙等基站数据的解算，配合手机或平板设备的陀 螺仪、摄像头、麦克风等自身硬件姿态参数，得出最终用 户位置，通过多种途径，实现室内条件下的精准定位。 1室内定位及应用关键技术 1.1主要室内定位方法 目前，室内定位技术百花齐放，除主流的Wi - Fi 、蓝 牙定位技术，还有红外线定位技术、超声波室内定位技 术、射频识别（RFID )室内定位技术、ZigBee 室内定位技 术、超宽带室内定位技术[1]。另外，基于计算机视觉、图 像、磁场以及信标等定位方式也已处于开发研究试验阶