摘要
近年来随着物联网和位置传感器技术的不断发展，人们对基于电池供电的低功耗技术室内定位需求也不断提高。针对无移动终端的室内应用场景，本文设计并实现了一个低功耗室内定位系统，重点研究了没有智能手机作为终端设备的室内定位方式，依靠蓝牙定位和LoRa传输实现定位、路径显示等功能。 首先，对国内外各种室内、室外定位方式和发展情况进行分析总结，结合实际应用场景、成本等因素，确定室内定位系统总体方案。由于拟定的应用场景内无法携带手机入内，智能手机不能作为定位终端，因此本文采用由蓝牙定位后再由LoRa无线传输模块来传输位置信息的方式，确定位置信息、得到移动路径并采用滤波算法对路径进行优化。 其次，根据确定的整体方案进行详细的硬件和软件设计。确定胸卡、基站、信标三者组成的完整系统，将信标广播信号转化为位置信息，并根据接收到的信号强度指示计算待测点和信标之间的距离，连续推算待测点位置从而完成轨迹的连续绘制。 然后，对位置路径信息进行数据处理，做到更精确定位。通过对当前滤波数据融合算法的研究，提出了适用于优化本系统中路径的改进高斯粒子滤波算法，该算法融入人工鱼群寻优，和粒子滤波技术相比提高了滤波精度；并且将传统的高斯粒子滤波采样环节替换为线性变化，从而保证了算法实时性。 最后，搭建实验平台、设计实验，对基于蓝牙定位和LoRa数据传输的室内定位系统功能以及性能进行检测和验证。定位实验、功耗实验和路径优化实验结果表明，该系统达到了最初设计目标。在没有手机作为终端的情况下，能准确实现定位、精确显示路径轨迹，对实际相关环境下室内定位系统设计应用有一定参考价值。
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