电信学院-基于wifi无线网络的室内定位系统-立项申请书.doc

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申请人简况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班学号1121306411213072联系电话1881038764718810387679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。23、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。 34、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：1 刘玉宏, 于彬. 一种RSSI室内三边定位方案的设计与实现J. 计算机与现代化, 2011年(10):27-30.参考文献：2 刘敏. 基于WiFi的电子标签定位算法J. 单片机与嵌入式系统应用, 2012, 12(6):13-15.3 姜莉. 基于WiFi室内定位关键技术的研究D. 大连理工大学:大连理工大学, 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