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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 Loclib 124

4.4.3 Loctrace 127

4.4.4 Loceva 128

4.4.5 Locana 130

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