室内定位和导航子系统的设计与实现

发布时间：2017-05-18 15:09

  本文关键词：室内定位和导航子系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动互联网的快速发展和智能终端的普及，基于位置的服务（location-basedservice LBS）逐渐渗透到社会的各个领域，在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。在日常的商场购物、旅游、物流管理和交通调度等方面，LBS可以为用户提供便捷的定位、追踪和导航服务。LBS服务的核心功能之一是定位，目前，最常用的定位技术是GPS（Global Positioning System，全球定位系统），但由于GPS使用的是卫星信号，传播复杂，容易受到障碍物的遮挡，因此在室内定位的效果并不理想，从而使得室内定位技术得到快速发展，形成对GPS定位的有力补充。 本文针对展览中心定位和导览的实际需求，设计并实现了基于NFC+WiFi的展览中心导览服务系统中的室内定位和导航子系统。子系统主要划分为两个模块：导航服务模块和后台管理模块，，其中，导航服务模块是整个系统的核心模块。 导航模块又细分为两个关键模块：定位与导航。定位功能主要采用位置指纹定位技术，其思想与生物指纹技术中的指纹识别技术相似，首先建立各个位置上的AP信号强度样本作为指纹样本库，然后根据移动端获取的当前位置的AP信号强度，匹配指纹样本库中的样本，从而估算出参观者的当前位置。为了有效弥补WiFi室内定位误差较大的缺陷，本文结合NFC标签技术，通过匹配数据库中该标签的实际位置，及时进行位置偏差的纠正，从而实现精确定位，有效提高了定位的准确性。导航功能主要采用了Dijkstra算法实现寻找两点间的最短路径，由于Dijkstra算法在搜索过程中，会对一些无关的点进行搜索，从而造成很大的时间开销，本文采用了矩形区域限制搜索范围的方法，对Dijkstra算法进行了改进，从而大大提高了搜索效率，有效减少了搜索时间。在定位和导航子系统，整个移动端与服务端的数据交互采用Socket通信技术，有效保证了通信的实时性和稳定性。 实验和试运行表明，本文设计并实现的定位和导航子系统可以稳定运行在主流Android设备上，定位迅速准确，导航操作快捷方便，满足了实际需求，为整个展览中心的导览系统提供准确可靠的室内定位和导航服务。同时也为同类室内定位和导航系统开发提供了参考与借鉴。 本文的组织结构如下： 第1章(绪论)介绍了课题的研究背景、目的和意义,以及本文所做的主要的工作。 第2章(相关技术介绍)介绍了课题设计与实现过程中用到的相关技术,主要有近场通讯（NFC）、WiFi定位技术、地图规划以及寻找路径算法。 第3章(总体设计)介绍了课题的需求分析、模块划分、总体架构、服务端架构、数据库设计以及界面设计。其中，总体架构采用了C/S与B/S相结合的模式，服务端架构采用了MVC模式。 第4章(详细设计)在总体设计的基础上,从流程图、用例、类图以及代码实现等方面详细阐述了具体的设计过程,主要有界面设计、定位模块的实现和导航模块的实现。其中，导航模块采用了Dijkstra算法，并通过矩形区域限制搜索范围对其进行了改进，有效提高了算法的搜索效率。 第5章(调试运行)介绍了开发环境的配置与搭建以及运行情况，通过实际地图与运行结果对比，证明了该子系统取得了良好的效果。 第6章(总结与展望)总结了本文的主要工作,并指明了基于NFC+WiFi的展览中心导览服务系统中的室内定位和导航子系统的下一步需要完善的方向。
【关键词】：NFC 位置指纹 室内定位 导航
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-15
• 1.1 研究背景12
• 1.2 研究意义12-13
• 1.3 工作内容13
• 1.4 组织结构13-15
• 第2章 相关技术介绍15-25
• 2.1 近场通讯15-16
• 2.1.1 NFC 工作模式及应用分类15
• 2.1.2 NFC 优势15-16
• 2.1.3 NFC 标签16
• 2.2 WiFi 定位16-18
• 2.2.1 常见的 WiFi 定位方法17-18
• 2.2.2 WiFi 技术优势18
• 2.3 位置指纹定位技术18-21
• 2.3.1 准备阶段19-20
• 2.3.2 定位阶段20-21
• 2.4 地图规划21-24
• 2.4.1 地图的转换21-22
• 2.4.2 地图的存储22-23
• 2.4.3 寻路算法23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 总体设计25-38
• 3.1 系统概述25-29
• 3.1.1 系统功能结构25-26
• 3.1.2 系统用例26-28
• 3.1.3 系统领域模型28-29
• 3.2 系统架构29-31
• 3.2.1 整体架构29-30
• 3.2.2 服务端架构30-31
• 3.3 数据库设计31-35
• 3.4 界面设计35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 详细设计38-55
• 4.1 界面设计与后台交互的实现38-42
• 4.1.1 界面设计38-39
• 4.1.2 Socket 通信技术39-41
• 4.1.3 基于 Socket 的后台信息交互41-42
• 4.2 定位模块实现42-46
• 4.2.1 定位流程42-43
• 4.2.2 定位类图43
• 4.2.3 AP 信息获取和发送43-46
• 4.3 导航模块实现46-54
• 4.3.1 获取路径46-48
• 4.3.2 寻路类图48-49
• 4.3.3 定位49-50
• 4.3.4 Dijkstra 寻路算法改进及实现50-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 调试运行55-68
• 5.1 Andriod 系统开发环境及平台搭建55
• 5.2 系统运行情况55-63
• 5.3 系统测试63-67
• 5.4 本章小结67-68
• 第6章 总结与展望68-70
• 6.1 总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 胡星波;晏渭川;;基于Android的NFC实现与应用[J];电视技术;2011年21期

2 陆霞;;WiFi定位技术——基于质心定位的三边定位算法的研究[J];电脑知识与技术;2013年25期

3 詹云;孙涌;房鹏;;改进Dijkstra算法在PGIS中的应用[J];计算机工程;2011年13期

4 李云云;;浅析B/S和C/S体系结构[J];科学之友;2011年01期

5 杨丽华;戴齐;郭艳军;;KNN文本分类算法研究[J];微计算机信息;2006年21期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 廖远;一对一最短路径算法研究及车载导航系统设计[D];南昌大学;2012年

  本文关键词：室内定位和导航子系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：376375