基于WIFI指纹的室内定位算法matlab仿真

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1.算法运行效果图预览

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2.算法运行软件版本

matlab2022a

 

3.算法理论概述

         随着移动互联网和物联网技术的飞速发展,位置服务(LBS)已成为许多应用的核心功能,如导航、社交网络和智能物流等。室外定位技术,如全球定位系统(GPS),已相当成熟并广泛应用。然而,由于建筑物的遮挡和多径效应,GPS等技术在室内环境中的定位精度大打折扣。因此,室内定位技术成为了研究的热点。其中,基于WIFI指纹的室内定位算法因其无需额外硬件、普及率高和定位精度相对较高等优点而备受关注。

 

3.1WIFI指纹定位原理

        WIFI指纹定位是一种基于接收信号强度(RSSI)的室内定位技术。它通过收集不同位置的WIFI信号强度信息,建立位置指纹数据库,然后将实时采集的WIFI信号强度信息与数据库中的指纹进行匹配,从而实现定位。

 

3.2 指纹数据库建立

       指纹数据库的建立是WIFI指纹定位的第一步。它需要在定位区域内布置一定数量的参考点(RP),并在每个参考点处测量来自各个WIFI接入点(AP)的信号强度。这些信号强度值与该参考点的位置信息一起构成了一条指纹记录。指纹数据库可以表示为:

f517d095e004c7268990e4ead0c765cf_82780907_202402231345140007802597_Expires=1708667714&Signature=IdxCzjlwJNl2FL3Ke0Mu3o0fabA%3D&domain=8.png

3.3定位

       在定位阶段,移动设备会实时采集当前位置的WIFI信号强度信息,然后将这些信息与指纹数据库中的记录进行匹配,以估计当前位置。

 

        基于WIFI指纹的室内定位算法是一种低成本、高精度的室内定位技术。它通过建立WIFI信号强度与位置坐标之间的映射关系,实现了对移动设备的精确定位。然而,由于WIFI信号的不稳定性和多径效应等因素的影响,WIFI指纹定位在实际应用中仍面临一些挑战。未来的研究方向包括改进指纹数据库的建立和维护方法、优化匹配算法以提高定位精度和稳定性、融合多种传感器信息进行室内定位等。

 

 

 

 

4.部分核心程序 `%参考点

Xref=[];         

Yref=[];          

Refx1=[0.25:0.5:52];      

Refy1=[0.25:0.5:20];     

for i=1:length(Refx1)             

    for j=1:length(Refy1)           

        Xref(i,j)=Refx1(i);

        Yref(i,j)=Refy1(j);

    end

end

 

%计算每个参考点的接收功率

Pr=[];             

for i=1:length(Refx1)        

    i

    for j=1:length(Refy1)            

        XYref=[Xref(i,j),Yref(i,j)];      

        for k=1:size(AP_pos,1)                   

            xy_AP    = AP_pos(k,:);             

            dist     =(XYref(1)-xy_AP(1))^2+(XYref(2)-xy_AP(2))^2+(H_wif-3)^2;              

            Nums     = func_wallloss(house,xy_AP,XYref);    

            pathloss = func_indoorloss(sqrt(dist),Ref_distance,Nums);       

           

            Pr(i,j,k)= 20-pathloss;         

        end

    end

    XYref=[Xref(i,j) Yref(i,j)];     

end

 

 

figure

subplot(5,2,1);

mesh(Xref,Yref,Pr(:,:,1));

title(['AP #' num2str(1) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(1,1)) ',' num2str(AP_pos(1,2)) ')'])

subplot(5,2,2);

contourf(Xref,Yref,Pr(:,:,1));

title(['AP #' num2str(1) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(1,1)) ',' num2str(AP_pos(1,2)) ')'])

 

 

 

subplot(5,2,3);

mesh(Xref,Yref,Pr(:,:,2));

title(['AP #' num2str(2) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(2,1)) ',' num2str(AP_pos(2,2)) ')'])

subplot(5,2,4);

contourf(Xref,Yref,Pr(:,:,2));

title(['AP #' num2str(2) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(2,1)) ',' num2str(AP_pos(2,2)) ')'])

 

 

subplot(5,2,5);

mesh(Xref,Yref,Pr(:,:,3));

title(['AP #' num2str(3) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(3,1)) ',' num2str(AP_pos(3,2)) ')'])

subplot(5,2,6);

contourf(Xref,Yref,Pr(:,:,3));

title(['AP #' num2str(3) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(3,1)) ',' num2str(AP_pos(3,2)) ')'])

 

 

subplot(5,2,7);

mesh(Xref,Yref,Pr(:,:,4));

title(['AP #' num2str(4) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(4,1)) ',' num2str(AP_pos(4,2)) ')'])

subplot(5,2,8);

contourf(Xref,Yref,Pr(:,:,4));

title(['AP #' num2str(4) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(4,1)) ',' num2str(AP_pos(4,2)) ')'])

 

 

subplot(5,2,9);

mesh(Xref,Yref,Pr(:,:,5));

title(['AP #' num2str(5) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(5,1)) ',' num2str(AP_pos(5,2)) ')'])

subplot(5,2,10);

contourf(Xref,Yref,Pr(:,:,5));

title(['AP #' num2str(5) ', 坐标 (' num2str(AP_pos(5,1)) ',' num2str(AP_pos(5,2)) ')'])

 

figure

contourf(Xref,Yref,sum(Pr,3));

title('整体接收功率dBm')

...........................................`