[发明专利]基于ELMAN神经网络的蓝牙室内微定位系统

说明书

本发明公开了一种基于ELMAN神经网络的蓝牙室内微定位系统。包括系统主机、蓝牙锚点和定位目标构成，所述的系统主机包括嵌入式处理器、蓝牙主节点和通信模块，蓝牙主节点(主节点蓝牙模块)采用低功耗蓝牙无线数传模块RL‑CC2541‑S3；SIM900A用于与上位机的通信，CC2541采集定位所需的主机信号强度指示，一块蓝牙模块固定在定位目标上，在定位的室内区域中布设系统主机和蓝牙锚节点，其中固定在定位目标上的蓝牙模块工作在主机模式，蓝牙主节点和蓝牙锚节点工作在从机模式。本发明提高了定位技术的精度和稳定性，且对环境具有一定的适应性，同时为进行复杂的定位算法提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及的是信息系统，具体涉及一种基于ELMAN神经网络的蓝牙室内微定位系统。

背景技术

本发明在已有的基于蓝牙的室内定位基础上，运用Elman神经网络算法，对于其稳定性和精度有了很大的提高。在蓝牙的摆放位置上，位置的变化基本不会因其误差。并且在系统主机模块，可以链接上位机，直接将数据传输，进行更为复杂的定位计算，增强了该方法的适用性。室内定位技术的方法已渐渐趋于成熟，但基于蓝牙的室内定位，在不同的室内环境中，其精度和稳定度都会受到不同的影响。本发明正是针对这一情况，弥补了蓝牙室内定位技术的精度和稳定性问题，并且在此基础上，对于环境的变化也具有一定的适应性，同时为进行复杂的定位算法提供了技术支持。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于ELMAN神经网络的蓝牙室内微定位系统，提高了定位技术的精度和稳定性，且对环境具有一定的适应性，同时为进行复杂的定位算法提供了技术支持。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：基于ELMAN神经网络的蓝牙室内微定位系统，包括系统主机、蓝牙锚点和定位目标构成，所述的系统主机包括嵌入式处理器、蓝牙主节点(蓝牙模块)和通信模块，所述的嵌入式处理器采用意法半导体公司的STM32F103ZET6高性能微处理器,通讯模块采用SIMCOM公司的SIM900A模块，主节点蓝牙模块采用低功耗蓝牙无线数传模块RL-CC2541-S3。SIM900A用于与上位机的通信，CC2541采集定位所需的主机信号强度指示，一块蓝牙模块固定在定位目标上，在定位的室内区域中布设系统主机和蓝牙锚节点，其中固定在定位目标上的蓝牙模块工作在主机模式，蓝牙主节点(蓝牙模块)和蓝牙锚节点(蓝牙模块)工作在从机模式。

所述的蓝牙主节点和蓝牙锚节点(蓝牙模块)分别测得接收的RSSI值，并通过蓝牙通信发送到主节点，再由蓝牙主节点通过通信接口将各节点的RSSI值传递给嵌入式处理器，处理器首先将数据的均值的和标准差计算出来，然后采用拉伊达准则，把误差较大的值舍去，这时将采集到的数据中进行高斯滤波，从而达到去除RSSI中的高斯噪声成分的目的。

所述的定位系统的目标位置的计算采用Elman神经网络，Elman神经网络由输入层、隐含层、输出层构成，其连接权通过学习进行修正；反馈连接由一组“结构”单元构成，用来记忆前一时刻的输出值,其连接权值是固定的；输入层由一个蓝牙主节点和两个或更多的蓝牙锚节点提供的RSSI测量值组成，隐层神经元的数量可依照Kolmogorov针对三层神经网络提出的经验公式获得。即N_hid＝2N_in+1，其中N_hid为隐层神经元的数目，N_in为输入神经元的数目。输出层由两个神经元构成，其输出为相应定位目标的估计位置；该算法分为两个步骤：第一步首先进行室内定位的初始化网络的权值，然后从输入层计算隐层和输出层的输出；第二步是从输出层和隐层向输入层计算迭代误差，然后根据迭代误差调整网络的权值，当迭代误差小于设定门限或超过最大迭代次数时结束。结束后系统存储最终确定的网络权值，然后将采集到的数据传输到处理器，计算最终结果。

本发明具有以下有益效果：