一种用于室内定位的智能终端及蓝牙室内定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及低功耗蓝牙技术、室内定位技术及物联网加互联网技术领域，尤其设 及一种用于室内定位的智能终端及蓝牙室内定位系统，对室内定位具备很高的实用价值， 能提升室内定位精度与准确度。
【背景技术】
[0002] 现有蓝牙定位技术是采用信号强度值与实际距离的映射关系进行定位，因信号强 度受环境因素（溫度、湿度、物理遮挡等因素）影响较大，故由其计算得出的实际距离值也 是极其不稳定、不准确的。因此，现有蓝牙定位技术的缺点就是定位误差大、精度低、稳定性 弱。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种易用性高、精准度高、响应迅速的用于室内 定位的智能终端及蓝牙室内定位系统。本系统采用低功耗蓝牙技术为基础，通过采集与 对比空间内的无线信号特征值进行定位，从而解决室内定位精准度低、反应慢、成本高等问 题。
[0004] 为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于室内定位的智能终端，一 种用于室内定位的智能终端，包括屏幕显示模块6、本地资源模块7、内置蓝牙9、智能终端 离线模块23和智能终端在线模块24 ; 阳0化]屏幕显示模块6用于将外部输入的参考位置标记信息生成参考位置向量后输出 至智能终端离线模块23,显示智能终端离线模块23输出的碎片化地图文件，显示智能终端 在线模块24输出的定位坐标值和地图文件；
[0006] 本地资源模块7用于输出地图资源，将智能终端离线模块23发送来的指纹向量数 据进行存储得到指纹数据库资源文件；
[0007] 内置蓝牙9用于将感知到的蓝牙定位信标的广播信号生成广播数据帖后分别输 出至智能终端离线模块23和智能终端在线模块24 ;
[0008] 智能终端离线模块23用于接收屏幕显示模块6输出的参考位置向量，将内置蓝牙 9发送的广播数据帖生成指纹向量，将参考位置向量和指纹向量进行关联得到关联数据值， 根据关联数据值和卡尔曼滤波算法计算相关统计量数据值后生成指纹向量数据，并发送指 纹向量数据至本地资源模块7 ;同时，接收本地资源模块7输出的地图资源，将地图资源整 合生成碎片化地图文件后输出至屏幕显示模块6;其中，相关统计量数据值包括均值和标 准差；
[0009] 智能终端在线模块24用于将内置蓝牙9发送的广播数据帖生成指纹向量；同时， 下载地图资源与指纹数据库资源文件，将地图资源整合生成地图文件，提取指纹数据库资 源文件中的指纹向量数据，计算出相关统计量数据值，根据优化K近邻算法和卡尔曼滤波 算法将相关统计量数据值与指纹向量数据中每个指纹向量进行比对，计算出每个指纹向量 的欧式距离值，选取欧式距离值最小的=个指纹向量，根据运=个指纹向量的坐标值计算 出定位坐标值，将定位坐标值和地图文件输出至屏幕显示模块6。
[0010] 其中，所述的优化K近邻算法具体为：根据室内传播损耗特征，对各参考位置的信 号强度根据接近度进行分类并确定阔值，根据分类限定捜索区域，根据阔值匹配接近度选 择参考位置作为样本位置，进行限定区域内样本位置的K近邻算法。
[0011] 其中，所述的卡尔曼滤波算法具体为：卡尔曼滤波算法通过基于智能终端的运动 模型的状态预测和基于信号强度测量的位置估计的线性组合，共同完成当前时刻智能终端 运动状态的估计。
[0012] 其中，所述的智能终端离线模块23包括加载资源模块10、生成指纹数据库模块 11、第一采集信号模块12和地图资源管理模块13 ;
[0013] 加载资源模块10接收本地资源模块7输出的地图资源，将地图资源整合生成地图 文件后输出至地图资源管理模块13 ;
[0014] 第一采集信息模块12接收m个广播数据帖，生成m维指纹向量后，将参考位置向 量和m维指纹向量进行关联得到m*n个关联数据值，并将关联数据值发送至生成指纹数据 库模块11 ;其中，m为维度，是蓝牙定位信标的个数，n为每个维度下的广播数据帖个数；
[0015] 生成指纹数据库模块11根据关联数据值和卡尔曼滤波算法计算相关统计量数据 值，生成一个m维指纹向量数据后发送至本地资源模块7;其中，相关统计量数据值包括均 值和标准差；
[0016] 地图资源管理模块13将地图文件进行碎片化处理后输出至屏幕显示模块6 ;同 时，地图资源管理模块13接收屏幕显示模块6发送来的参考位置向量，将参考位置向量输 出至第一采集信息模块12。
[0017] 其中，所述的智能终端在线模块24包括网络模块8、加载资源管理模块14、效果展 示模块15、下载资源模块16、定位计算模块17和第二信号采集模块25 ;
[0018] 网络模块8用于下载地图资源与指纹数据库资源文件，并将地图资源与指纹数据 库资源文件发送至下载资源模块16 ;
[0019] 下载资源模块16将地图资源与指纹数据库资源文件通过本地资源模块7将其输 出至加载资源模块14 ;
[0020] 加载资源模块14将接收的地图资源整合生成地图文件后输出至效果展示模块 15 ;同时，将提取指纹数据库资源文件中的指纹向量数据，将指纹向量数据输出至定位计算 模块17 ;
[0021] 效果展示模块15接收定位计算模块17发送的定位坐标值，将定位坐标值和地图 文件输出至屏幕显示模块6;
[0022] 第二采集信息模块25接收m个广播数据帖，生成一个m维指纹向量后发送给定位 计算模块17 ;其中，m为维度，是蓝牙定位信标个数；
[0023] 定位计算模块17接收m维指纹向量和指纹向量数据，计算出相关统计量数据值， 根据优化K近邻算法和卡尔曼滤波算法将相关统计量数据值与指纹向量数据中每个指纹 向量进行比对，计算出每个指纹向量的欧式距离值，选取欧式距离值最短的=个指纹向量， 根据运=个指纹向量的坐标值计算出定位坐标值，并将此定位坐标值分别输出给效果展示 模块15和网络模块8 ;其中，相关统计量数据值包括均值和标准差。
[0024] 其中，所述的根据运=个指纹向量的坐标值计算出定位坐标值，具体为：将运=个 指纹向量的坐标值与对应的欧氏距离值，加权计算出定位坐标值。
[00巧]一种蓝牙室内定位系统，包括布设于室内的多个蓝牙定位信标和智能终端，每个 蓝牙定位信标周期性向自由空间内广播带有蓝牙定位信标ID的无线信号；智能终端通过 感知自由空间内的蓝牙定位信标的无线信号，运用优化K近邻算法和卡尔曼滤波算法进行 智能终端的定位。
[00%] 其中，所述的蓝牙定位信标用于将感知到的环境信息生成广播数据帖后广播至自 由空间吧；同时，根据收到的来自智能终端的蓝牙配置指令配置蓝牙定位信标；其中，环境 信息包括溫度、光纤和电压。
[0027] 其中，所述的蓝牙定位信标配置有蓝牙4. 0模块；智能终端配置有蓝牙4. 0模块， 且智能终端的操作系统需要An化oid4. 3W上或I0S7W上。
[0028] 其中，还包括服务器，服务器响应智能终端发来的资源下载请求，将指纹数据库资 源文件和地图资源发送给智能终端；同时，接收智能终端发来的定位坐标值，呈现定位状 态。
[0029] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0030] 1)本发明的蓝牙室内定位系统，利用蓝牙信号强度值与距离的特殊关系采用