1、 本科毕业设计（论文）开题报告本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于无线局域网的室内定位研究 1 技术背景 随着无线网络、移动通信和普及计算技术应用的不断扩大和深入，位置感知计算 (Location-aware Computing)、基于位置的服务(LBS，Location-based Services)越来越重 要，典型的例子有资源查找、旅游导航、矿井下定位、社交定位，寻人寻物等。如何确定用 户的位置是实现 LBS 的核心问题。目前，影响最大、定位覆盖范围最广的定位系统是 GPS 全球定位系统。GPS 是 70 年代初美国出于军事目的开发的一种卫星导航定位系统，并于 80 年代初投入使
2、用。 地面接收设备通过接收和测量来自四个或四个以上卫星信号的到达时间差 来估计移动终端的位置。 在移动终端内置 GPS 模块可在室外大部分场合下实现精度较高的定 位，特别是从 2000 年 5 月 1 日 0 时美国宣布中止选择性可靠度(Selective Availability) 政策以后，GPS 也能被用于民用，精度可达到 15m 以内。相较于 GPS，我国也在 2003 年投入 了大量资金开始建造北斗卫星导航系统。 在实际环境里，GPS 定位系统的覆盖范围仍然存在一定的局限性。由于 GPS 卫星发射的 无线电讯号太微弱， 以至于无法穿透绝大部分的建筑物或是稠密的植被， 因此导致所谓的
3、“都 市峡谷”(Urban Canyon)效应。在高楼林立的都市，楼宇等建筑物阻隔了卫星信号的传播或 者将它们分散开去，造成 GPS 系统无法定位。GPS 虽然在室外能有效地定位，但几乎不能覆 盖到人们经常工作和活动的室内。 因此， GPS 除了在交通工具的导航上的应用占有优势以外， 尚很少被应用在其他领域。另外，一般环境里，用户更青睐轻便的移动设备。如果将 GPS 作为普通的定位工具， 用户需要在其携带的设备上加装 GPS 接收模块， 会增加移动设备的体 积、成本以及对有限电量的消耗。 从 20 世纪 90 年代末期起， 许多高校和研究机构开始了室内定位技术的研究， 具有代表 性的有 AT&
4、T Cambridge 主持的 Active Badges 项目，之后进一步改进为 Active Bats， cricket，微软的 Easy Living 项目以及 Georgia Tech 公司的 Smart Floor 项目等。上述项 目虽然取得了一定的效果， 有的还可以达到毫米级的精度， 但这些定位系统需要添加新的硬 件，系统部署复杂，维护成本高，可扩展性差。 2 选题依据与研究意义 从以上研究背景可以看出， 目前的定位技术还不能完全满足普适计算应用的要求， 特别 是在室内的环境里。随着无线局域网的广泛部署和普及应用，利用无线局域网(Wireless Local Area Networ
5、k，简称 WLAN)的室内定位技术逐渐发展起来。无线局域网络技术是 20 世纪末发展起来的一种高速无线网络通信技术，技术标准组为 IEEE 8021l，目前应用最 广泛的标准是 IEEE 8021lb 和 IEEE 8021lg。WLAN 网络具有高速通信、部署方便的特点， 切合了现代社会对移动办公、移动生活娱乐的需求。室内环境和人们活动的热点地区(如机 场、写字楼、大型超市、校园、酒店和家庭)是 WLAN 主要的应用环境。基于无线局域网的定 位就是在无线局域网中通过对接收到的无线电信号的特征信息进行分析， 根据特定的算法来 计算出被测物体所在的位置。 目前，无线局域网网络已经成为基础网络通讯
6、架构中的一个组成部分。许多移动设备， 像笔记本、PDA、智能手机，已经内置了对无线局域网的支持。因此，它可以有效地避免了 部署专用的网络体系架构， 不需要添加其他的硬件设备或电子标签， 从而降低了成本。 其次， 与采用红外线、 视频信号的室内定位系统相比， 基于无线局域网的定位系统能够使用的范围 更大。 无线信号通常可以覆盖整个大楼甚至是一个楼群， 因此既能被应用在室内又能被应用 在室外。第三，在使用无线局域网的数据通信功能的同时，用户还可以获得定位服务以及基 于位置的服务，反过来也充分开发了无线局域网的应用潜能。最后，由于无线射频信号的健 壮传输， 基于无线局域网的定位系统是一种比较稳定的系统。 那些基于视频或者基于红外线 的定位系统更容易受到限制，比如，基于视频的技术 对用户的定位需要在可视的条件下： 当有荧光照射或阳光直射时， 红外线信号的性能会大大 降低。基于上述优势，无线局域网定位技术的研究引起了越来越多研究者的兴趣。 2006 年 8 月， 世界第一大信息技术研究与咨询公司 Gartner 发布了(2006 年新兴技术发 展周期的报告，该报告对 36 项重要技
