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第1章 绪论1

1.1研究背景1

1.2室内无线定位技术概述3

1.2.1无线定位技术4

1.2.2 Wi-Fi定位技术5

1.2.3声波定位技术5

1.2.4其他定位技术6

1.3室内无线定位技术研究现状6

1.3.1室内无线定位技术研究现状6

1.3.2室内无线定位技术标准化现状7

1.3.3基于CSS的宽带无线定位技术研究8

1.4本书的章节安排9

参考文献9

第2章 无线传感网络与定位技术15

2.1无线传感器网络中的ZigBee技术16

2.1.1起源17

2.1.2技术简介18

2.1.3自组织网通信19

2.1.4 ZigBee产品20

2.1.5 ZigBee网络23

2.2 ZigBee协议27

2.2.1物理层与媒体访问控制层28

2.2.2网络层协议及组网方式29

2.2.3应用层32

2.3无线定位基本方法35

2.3.1三边测量法35

2.3.2三角测量法36

2.3.3双曲线定位法36

2.3.4抵达角度定位方法37

2.3.5最小二乘法38

2.3.6极大似然估计法39

2.4基于测距的定位算法40

2.4.1 TOA定位算法40

2.4.2 TDOA定位算法41

2.4.3 RSSI定位算法41

2.5基于非测距的定位算法42

2.5.1质心定位算法42

2.5.2 DV-Hop算法43

2.5.3 APIT算法45

2.5.4凸规划定位算法47

2.5.5位置指纹法47

2.6基于ZigBee的TLM定位算法实例48

2.6.1定位算法48

2.6.2 TLM定位算法设计49

2.6.3算法仿真及结果50

2.7本章小结54

参考文献54

第3章 无线传感网络节点选址技术56

3.1概述56

3.2静态节点部署57

3.2.1部署方法58

3.2.2部署主要目标61

3.2.3基于角色的部署策略66

3.3动态节点部署67

3.3.1动态重部署概述67

3.3.2动态重部署问题68

3.3.3汇聚节点重定位方案70

3.4移动网络汇聚节点动态选择模型75

3.4.1移动传感网概述75

3.4.2 SCSN选址模型76

3.4.3结构意识自适应算法78

3.4.4 SCSN低复杂度边界设计80

3.4.5 Steiner移动应用高稳定低偏心性82

3.4.6模型性能测试86

3.5本章小结88

参考文献88

第4章 Wi-Fi定位技术92

4.1 Wi-Fi基础92

4.1.1 IEEE 802.11系列标准概述92

4.1.2 Wi-Fi网络成员与结构94

4.1.3 Wi-Fi信道96

4.1.4 Wi-Fi MAC帧格式98

4.1.5 Wi-Fi扫描100

4.2位置指纹法103

4.2.1概述103

4.2.2位置指纹数据库104

4.2.3搜索空间缩减技术107

4.2.4位置估算方法110

4.3轨迹优化118

4.3.1状态空间模型118

4.3.2贝叶斯递推估计原理118

4.3.3卡尔曼滤波及其改进119

4.4 Loc定位研究工具集123

4.4.1工具集概述123

4.4.2 Loclib124

4.4.3 Loctrace127

4.4.4 Loceva128

4.4.5 Locana130

4.5本章小结132

参考文献132

第5章 航位推算与室内定位技术134

5.1惯性测量单元134

5.1.1 MEMS的应用与发展134

5.1.2 MEMS的分类与功能134

5.1.3坐标系定义与变换137

5.2计步算法与步长估计138

5.2.1人体运动步态模型138

5.2.2数据预处理方法139

5.2.3计步算法143

5.2.4步长估计方法148

5.3姿态解算与方向测量方法151

5.3.1基于加速度计和磁场传感器的方向估计测量方法151

5.3.2基于陀螺仪的方向测量方法153

5.3.3基于PCA的方向测量方法154

5.3.4多传感器数据融合方法158

5.4基于航位推算的室内定位方法及其扩展163

5.4.1个人航位推算原理163

5.4.2粒子滤波与航位推算163

5.4.3 Landmark矫正技术168

5.4.4 Wi-Fi位置指纹辅助定位170

5.5室内定位系统仿真与分析171

5.5.1仿真环境与参数设置171

5.5.2航位推算与粒子滤波173

5.5.3计步与方向误差容忍175

5.5.4粒子滤波参数分析176

5.5.5环境参数分析177

5.6本章小结178

参考文献178

第6章 CSS定位技术182

6.1基于CSS的无线网络技术简介182

6.1.1 Chirp信号与脉冲压缩理论182

6.1.2 MDMA调制技术186

6.1.3 CSS的发展及技术特点188

6.1.4 CSS无线定位技术与其他技术方案的比较192

6.1.5基于CSS的无线测距方法196

6.2非视距传播问题198

6.2.1非视距识别200

6.2.2非视距误差抑制204

6.3本章小结206

参考文献206

第7章 无线定位技术应用208

7.1煤矿井下定位系统209

7.1.1 ZigBee技术优势209

7.1.2煤矿井下定位系统设计210

7.1.3 ZigBee网络架构与实现211

7.1.4小结213

7.2基于Wi-Fi的商场定位系统213

7.2.1 Wi-Fi定位研究现状214

7.2.2商场定位系统概要216

7.2.3总体设计需求217

7.2.4具体实施218

7.2.5小结220

7.3老人关爱室内定位系统220

7.3.1项目背景220

7.3.2航位推算系统221

7.3.3系统设计221

7.3.4意义与改进224

7.4基于Ubisense平台的仓储物流系统224

7.4.1 UWB技术优势225

7.4.2系统部署225

7.4.3叉车与货盘定位226

7.4.4系统结构227

7.4.5实现功能228

7.4.6技术优势228

7.5定位方案229

7.5.1其他室内定位方案229

7.5.2新兴的室内定位方案231

7.5.3室内定位方案比较234

7.6本章小结235

参考文献236