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          基于Bluetooth和TOA定位算法的圖書館導(dǎo)航系統(tǒng)
          
						
          
				作者：
				時(shí)間：2009-05-06
				來源：網(wǎng)絡(luò)
				
				
				
				
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          2.2 定位系統(tǒng)服務(wù)器端軟件設(shè)計(jì)
          服務(wù)器端使用Asp.net開發(fā)，具備以下3項(xiàng)主要功能：在線書籍查詢；在線幫助服務(wù)；客戶端配置更新。
          當(dāng)接收到客戶端書籍查詢請求時(shí)，在線書籍查詢根據(jù)請求類型查詢數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并以XML文檔的形式返回結(jié)果。書籍信息包括書名，作者，所在的書架，這樣通過書架位置就可以大致確定書的確切位置。所有數(shù)據(jù)利用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，極大地方便了用戶。
          圖書館地形信息以及藍(lán)牙點(diǎn)分布圖的數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中。地形信息包括圖書館的形狀以及各個(gè)書架的位置、長度，以數(shù)據(jù)庫表的形式存放。藍(lán)牙信號發(fā)射點(diǎn)分布圖包括每個(gè)藍(lán)牙信號發(fā)射點(diǎn)位置，惟一標(biāo)識符(ID)。手機(jī)客戶端可以通過客戶端自動更新模塊獲得這些信息。
          3 關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)與研究
          3.1 藍(lán)牙定位原理
          3.1.1 傳統(tǒng)測量算法
          (1)通過傳播時(shí)間測量方法
          它通過在已知傳播速度的情況下，無線電波傳播的距離與它傳播的時(shí)間成正比。但上述方法存在兩個(gè)問題，影響了方法的使用性：
          時(shí)鐘精度 因?yàn)樗{(lán)牙信號的傳播速度很快，又考慮到各種延遲，所以為了減小測量誤差必須使用高精度的時(shí)鐘，時(shí)間單位采用ns，這對硬件的要求過高，不實(shí)用。
          時(shí)鐘同步 參與同一個(gè)定位過程的參考點(diǎn)之間必須保證時(shí)鐘的同步，這樣才能保證測量結(jié)果的正確性和精度。
          (2)信號衰減測量方法
          在理想的傳播環(huán)境下，無線信號的衰減與1／r2成正比(其中r為傳播距離)。但實(shí)際上，無線信號在空間傳播時(shí)能量的衰減是多種因素共同作用的結(jié)果，而不單單與傳播距離有關(guān)。在一個(gè)地形地物較為復(fù)雜的環(huán)境中，無線信號傳播時(shí)的衰減會受到反射、折射、多徑效應(yīng)等多種因素的影響，所以這種利用能量衰減測量距離的方法不如傳播時(shí)間測量方法精度高。
          3.1.2 改進(jìn)的TOA算法 
          從可行性和精度兩個(gè)方面綜合考慮之后，我們決定采用依靠經(jīng)驗(yàn)的定位方法：它同樣是基于無線電波能量來定位的，不同的是它不是根據(jù)能量衰減與距離平方的正比關(guān)系來計(jì)算距離，而是通過一個(gè)數(shù)據(jù)庫來記錄一定數(shù)量的參考位置的信號強(qiáng)度，然后把待測物體檢測到的信號強(qiáng)度與之相比而得到待測物體的信號強(qiáng)度。如果參考位置足夠多的話，這種方法具有很好的精度，并且不受實(shí)際地理位置的影響，因?yàn)閰⒖嘉恢谜菑膶?shí)際的測量中來的。這種方法的一個(gè)缺陷是它要求每次實(shí)施時(shí)要測量大量的參考位置上的信號強(qiáng)度，并且隨著時(shí)間推移，地理環(huán)境必定會有所改變，這時(shí)又要對所有的參考位置重新進(jìn)行測量。
          如圖4所示，系統(tǒng)從檢測到的有效藍(lán)牙點(diǎn)(通過ID判斷)選取三個(gè)點(diǎn)利用圖3所示方法定位。我們檢測到的信號強(qiáng)度值在263～230，隨著距離增大而減小，但不是線性變化。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)0～3 m，3～6 m，6～9 m區(qū)間內(nèi)可以近似成三個(gè)線性區(qū)間。于是分別測量并統(tǒng)計(jì)了一些藍(lán)牙點(diǎn)0，3，6，9 m的信號強(qiáng)度值，用來輔助計(jì)算。藍(lán)牙信號強(qiáng)度數(shù)據(jù)擬合結(jié)果如圖5所示。
		
          
		
          
		
          
		
          
		
          
			
            
				
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