[发明专利]一种基于无线技术的室内定位系统

权利要求书

1.一种基于无线技术的室内定位系统，其包括iBeacon低功耗蓝牙基站、地图绘制组件、扫描与收集组件、过滤不恰当数据组件、提取集合区域组件、半径辐射加权组件和加权计算组件，其特征在于，所述的iBeacon低功耗蓝牙基站采用搭载了TICC2540芯片的APRILBEACON 202系列基站；

所述地图绘制组件的绘制过程包括以下步骤：

首先，实例化MapManager，在实例化过程中，MapManager会生成一个MapArray对象，每当读入一个建筑物后，会对MapArray中的数据进行修改，同时生成一个BlockBase的对象添加到blockList中，当读取建筑物数据后，系统生成Bitmap，MapView根据当前的mapMatrix，对地图进行缩放和旋转操作，在绘制在Surface的画布上，呈现给用户；

所述扫描与收集组件负责利用系统自带的蓝牙模块高频扫描附近蓝牙基站信号，通过计算提取信号强度最大的3-4个基站，积累200条以上的信号强度数据，通过测距公式首先得出原始的距离集合；

所述过滤不恰当数据组件采用多种算法的叠加，保证最大可能的过滤；

提取集合区域组件的算法核心为两圆或三圆相交法，利用基站坐标以及计算的单个距离值做圆，每两个圆进行一次比较，若有相交区域，则根据一种算法采样相交区域的有效点；

所述半径辐射加权组件负责二次过滤无效点算出含有效点及无效点的区域内点集的中心点；

所述加权计算组件负责依据有效点的辐射值分别对x、y坐标进行加权运算，得出结果坐标。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线技术的室内定位系统，其特征在于，所述过滤不恰当数据组件采用的多种算法至少包括盒型图算法、队列均值算法和高斯分布算法，其中，所述盒型图算法包括以下步骤：

首先，按从小到大的顺序列出所有的数值，把所有数值的个数记为n，按顺序这样排号：X1是最小的数，X2是次小的数，直到最大的数Xn；然后，计算中位数：把数据分成两半，找到半数值大于它、一半数值小于它的点的中位数；之后，计算四分位数：把数据分为四个部分，找到一半数据的中位数即四分位数；之后，计算四分位距：计算两个分位数之间的距离即四分位距，其中，四分位距＝第3四分位数-第1四分位数；再后，计算内部范围：区分属于特定分布和分布之外的数值，其中，内部范围的上限处在高于第3四分位数和1.5倍四分位距之和的位置，下限则处在低于第1四分位数减去1.5倍四分位距的位置，即：

内部上限＝第3四分位数+1.5×四分位距；

内部下限＝第1四分位数-1.5×四分位距；

所述队列均值算法是构造一个长度为n的队列，初始为空，当数据产生时，从队列末端放入，同时检查是否超出队列长度，若超出，删去队列首端数据，最后统计时取队列的平均值；

所述高斯分布算法采用高斯分布中的面积分布算法。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线技术的室内定位系统，其特征在于，所述半径辐射加权组件包括以下步骤：首先，依据信号强度正比变化构造辐射半径R，定义辐射值，每个点的辐射值初始为0；然后，对每个点做圆，进行扫描，如果圆内存在其他点，则对应的点的辐射值加权；之后，依区域内点数将辐射值小于a的无效点进行过滤，以避免极端情况，保证大部分点的有效性。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线技术的室内定位系统，其特征在于，其设置有定位精度提升组件，该组件采用RSSI进行测距方法，其无线信号传输中采用渐变模型，渐变模型的简化模型为：

为便于表达和计算，通常取d₀为1m，于是可得：

[p(d)]dBm＝A-10nlg(d)，把[p(d)]dBm写成RSSI的形式得到RSSI＝A-10nlg(d)；其中，A为无线收发节点相距1m时接收节点接收到的无线信号强度RSSI值。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线技术的室内定位系统，其特征在于，其中，A＝-42，n＝2，测距公式为RSSI＝-42-201g(d)。