基于Android平台的室内蓝牙定位研究和实现

作     者：彭友海 

作者单位：西安电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：史凌峰;李鹏

授予年度：2017年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：蓝牙 iBeacon 室内定位 物联网 安卓 

摘      要：近年来,随着智能手机和智能设备的迅速发展,人们在移动端进行定位服务已经逐渐地成为了现实,国内的信息技术研究也将更多的精力投入到室内定位的技术研发。Apple Inc.2013年推出了基于Bluetooth Smart技术的iBeacon蓝牙信号基站,iBeacon的定位服务是其非常突出的功能,通过iBeacon基站的部署能够实现室内导航以及实时定位追踪,同时通过蓝牙可以向周边推送信息,iBeacon在商场零售或者一些公共服务领域如体育馆、博物馆能提供非常良好的体验。尤其是蓝牙具有良好的传输距离、低功耗、以及信号加密使得iBeacon在未来的物联网技术应用将发挥着举足轻重的作用。本文研究了基于安卓平台的室内蓝牙定位,对其定位方法的软硬件实现做了详细的说明。首先,通过查阅大量的文献资料,分析国内外室内定位系统的原理以及优缺点,同时针对不同的方案分析其室内定位的精度及受干扰的因素。其次分析本文基于iBeacon进行室内定位的优点。再次介绍了主流了的定位算法,包括基于距离算法室内定位技术以及基于非距离算法室内定位技术,接着分析了蓝牙信号路径传播过程中的损耗。而后,针对基于iBeacon的室内系统的所有需求进行了分析,给出了系统的整体设计思路,并且针对软件开发的平台和环境进行了深入的分析,提出了定位系统的框架,对整个逻辑和系统所有定位模块之间的通信和协议进行了分析,接着对iBeacon定位过程中的关键问题进行了分析说明。再次对iBeacon基站的软硬件设计与实现进行了说明,并将研究过程中突出功能进行了分析。然后介绍了安卓平台以及基于安卓平台的室内定位设计方法。分析了整个系统的技术参数、功耗说明、调试开发、原理设计等。最后,在实际的环境下进行了测试环境的建立,将本文中提出的基于iBeacon的室内定位系统在上述环境下进行测试分析,逐步搭建了iBeacon环境,分别进行了多点单次测试、单点多次测试、不同温度测试,并将测试结果与实验数据进行分析说明,查找不同环境下的差异性。本文所阐述的技术方案能够达到准确的定位效果。通过在测试场地的基站部署与联合测试,室内蓝牙定位精确可以达到1米左右,基本满足物联网应用的技术要求。