一种基于WiFi和BLUETOOTH的室内融合定位系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种移动网络无线定位与导航系统及方法，特别是设及一种基于WiFi 和BLUETOOTH的室内融合定位系统及方法。
【背景技术】
[0002] 基于位置的服务（LBS)成为最具发展潜力的移动互联网业务之一。随着互联网技 术、宽带无线接入技术和移动终端技术的迅速发展，人们对能够随时随地地提供信息服务 的移动计算与宽带无线通信的需求越来越迫切。无处不在的网络终端，W人为本、个性化、 智能化的移动计算，W及方便、快捷的无线接入、无线互联等新概念和新产品，逐渐地融入 到人们的学习、工作领域和日常生活当中。
[0003] 卫星导航定位系统凭借其极高的可靠性和准确的室外定位精度，拥有广泛的应用 领域，但是极难应用于室内定位。为了提高复杂室内环境中的定位精度，专家学者们提出了 很多室内定位的技术方案。谷歌、微软、苹果、博通等在内的科技巨头，还有世界知名的大学 研究机构都在结合新技术研究室内定位。
[0004] 典型的室内定位技术有；A-GPS定位技术、射频识别技术、红外线技术、Zi浊ee技 术、超声波技术、超宽带技术、WiFi技术、藍牙技术。
[0005] 1.A-GPS定位技术 A-GI^S是一种结合了网络基站信息和GI^S信息对移动台进行定位的技术。A-GI^S技术通 过设置若干参考GI^S接收机，利用AGI^S服务器与终端的交互获得终端的粗位置，然后通过 移动网络将终端需要的星历和时钟等辅助数据发送给终端，由终端进行GI^S定位测量。测 量结束后，终端可自行计算位置结果或者将测量结果发回到AGI^S服务器，服务器计算后将 结果发给终端。它克服了传统GI^S系统的局限性，首次捕获GI^S信号的时间仅需几秒，在空 旷的室外地区定位精度可达10米左右，在室内环境下精度在5到50米左右。
[000引2.射频识别技术 射频识别技术（RFID)是通过射频方式来进行非接触式双向通信交换数据W达到识别 和定位的目的。一个完整的RFID系统，包括射频读写器、电子标签、主机和数据库。射频读 写器可W通过特定的射频信号和协议读取电子标签发送的数据信息。该技术定位精度高， 标签的造价低、体积小，克服了非视距，但缺点是作用距离短，不具有通信能力，不方便集成 到其它系统中。
[0007] 3.红外线技术 红外线（IR,In化aredRadiation)定位的原理是，红外线发射器发射调制过的红外线 信号，然后安装在室内的光学传感器接收此红外线信号进行测距定位。红外线技术的优点 是室内定位精度相对较高，缺点是红外射线不能穿过墙壁等遮挡物，传输距离短，仅能在视 距范围内传播，而且容易受到巧光灯或其他灯光的干扰，需要在每个房间、走廊安装接收天 线，造价较高。
[0008] 4.Zi浊ee技术 Zi浊ee是一种新型的具有低速率、短距离等特点的无线网络通信技术，可用于室内定 位。它有着自己的无线电标准（I邸E802. 15. 4)，通过数量众多的微传感器之间相互协调通 信来实现定位。该些传感器功耗很小，通过无线电波W接力的形式将数据在传感器中进行 传递，因此传感器有着很高的通信效率。
[0009] 5.超声波技术 超声波技术的定位原理是利用声波信号的反射确定待定位目标的位置。一种方法是单 向测距法，主测距器放置在待测物体上，主测距器向固定位置的电子标签发射无线电信号， 电子标签收到信号后便向主测距器发射超声波信号，通过超声波的传输时间来计算距离。 当主测距器同时接收到3个或3个W上的电子标签发出的超声波信号时，就可W根据相关 的算法确定出被测物体的位置。另一种方法是超声波发射器向四周发射超声波，然后接收 由被测物反射的回波，根据发射波与反射波之间的时间差计算出距离。超声波定位技术的 定位精度可W达到厘米级，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，而且超声波设备 成本较高。
[0010] 6.超宽带技术 超宽带（UWB,叫traWideband)技术是一种与传统的通信技术有着很大不同的通信新 技术。超宽带技术直接发送纳秒甚至纳秒级W下的极窄脉冲，而不需要通过载波进行数据 传输，带宽可达到GHz量级。之前一直应用于军事方面，近几年才走入民用。超宽带定位技 术具有功耗低、穿透力强、抗多径效果好、安全性高、发射功率较低和定位精度高等优点，但 造价十分昂贵。
[0011] 7.WiFi技术 无线局域网（WLAN)是一种可W广泛应用于复杂环境下的大范围定位、监测和追踪的 全新信息获取平台，而且网络节点的自身定位是大多数应用的基础。当前比较流行的WiFi 定位是无线局域网络系列标准之IEEE802. 11的一种定位解决方案。其定位原理是接收端 通过接收无线局域网热点发送的功率信号，根据信号传播模型或者直接利用各种测距方法 得到用户到无线热点的距离，然后根据S边定位法，S角定位法，到达时间法等定位用户的 位置。另外使用位置指纹法进行用户定位的也比较流行。WiFi定位的优点是；定位范围广， 部署成本低，系统整体定位精度较好。
[001引 8.藍牙技术 藍牙技术是在藍牙局域网的基础上构建的。在室内定位区域安装适当的藍牙接入点， 将藍牙局域网配置成基础网络架构，对于任意进入该局域网的藍牙标签，都可W与藍牙接 入点通信，并估算出藍牙接入点与标签的距离，最后通过几何测量法估计出标签的位置。也 可W通过测量RSSI值进行定位。藍牙室内无线定位技术的最大优点是设备体积较小、可集 成在PDA,PCW及手机等终端设备中，因此易于推广普及，且藍牙信号的传输不受视距的影 响。不足之处就在于稳定性差，易受噪声信号干扰。
[0013] 目前国内，虽然WiFi和藍牙定位技术是当前研究的热点，但尚未实现大规模应 用，很多提出的定位方法目前还停留在理论探讨阶段。基于WiFi和藍牙的融合定位研究比 较少，根据WiFi定位技术覆盖范围广，藍牙定位技术定位精度高，建立一个基于WiFi和藍 牙的融合定位技术模型，可获得待定位移动终端的最佳估计位置。定位基础设施建设成本 太高，难W向大众推广。红外线定位技术需要在各个地方安装接收天线，才可W精确定位， 造价太高。另外，超声波定位技术和超宽带定位技术的设备都十分昂贵。相比而言，许多建 筑室内都部署了WiFi热点，不需要额外的设备就能定位。
[0014] 受室内复杂环境影响较大，定位精度不高。受室内多径传播和非视距传播的影响， A-GPS定位技术，Zi浊ee定位技术等定位精度严重下降。相比之下，WiFi定位技术和藍牙 定位技术都能克服非视距传播等室内环境的影响。难W集成到智能终端。射频识别技术和 Zi浊ee技术都是需要自己专口设备才能定位，却难W集成到现有的智能终端里。而现在很 多智能终端都集成了WiFi和藍牙模块，通过与WiFi信号节点和藍牙信号节点通信，可实现 室内定位。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的在于提供一种基于WiFi和BLUETOOTH的室内融合定位系统及方法， 本发明充分利用智能终端中的WiFi和藍牙模块，将智能终端的WiFi信号和藍牙信号融合 起来进行定位，对于越来越多的智能终端运用与定位具有意义。
[0016] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的： 一种基于WiFi和BLUETOOTH的室内融合定位系统，所述系统包括信号节点部署系统、 智能终端系统、定位服务器系统；信号节点部署系统提供WiFi信号节点和藍牙信号节点的 部署方法；智能终端系统采集周边WiFi信号节点信息，包括WiFi信号强度信息、WiFi信号 节点物理地址和WiFi坐标信息和周边藍牙信号节点信息，包括藍牙信号强度信息、藍牙信 号节点物理地址和藍牙坐标信息；终端根据采集到的WiFi信号强度值RSSI和藍牙信号强 度值RSSI完