摘 要

室外定位技术如GPS在开阔的室外条件下能有很好的定位效果，但是在环境较复杂的室内环境却无能为力。为了满足人们的定位需求，所以需要研究室内定位技术。在各种室内定位技术中，WIFI位置指纹定位技术以其低成本，高精度脱颖而出。由于现在上网工具的普及，人们时时刻刻离不开网络生活，而WIFI也在各大商场、教学楼、居民区等地方都普遍存在。而又由于移动智能终端的广泛普及，苹果手机占市场份额较大，因此有必要在IOS平台进行室内定位测试。

论文主要研究了室内定位的几种算法，主要是研究指纹定位算法，在构建构建指纹数据库时要进行数据预处理，有高斯滤波、聚类算法等，在线定位阶段有最邻近法、朴素贝叶斯法、核函数法等算法，通过用MATLAB比较算法之间的优异，找到算法的最佳参数，并提出了K-Means算法和WKNN算法结合的改进算法，并在IOS平台上进行测试验证。

研究结果表明：K-Means算法和WKNN算法结合的算法能够有效地降低运算时间，降低数据规模，提高定位精度。

本文的特色：提出了新的改进算法，在IOS平台上实现了室内定位。

关键词：室内定位；WIFI；算法；IOS

Abstract

Outdoor positioning technology such as GPS in the open outdoor can have a good positioning effect, but in the environment more complex indoor environment is powerless, in order to meet people's positioning needs, so need to study the indoor positioning technology. In a variety of indoor positioning technology, WIFI position fingerprint positioning technology for its low cost, high precision come to the fore. As the popularity of Internet tools nowadays, people can not do without the network life, and WIFI also major shopping malls, teaching buildings, residential areas and other places are common. And because of the widespread popularity of mobile smart terminals, Apple mobile phone market share is large, it is necessary in the IOS platform for indoor positioning test.

This paper mainly studies the algorithm of indoor positioning, mainly researching the fingerprint localization algorithm, and preprocesses the data in the construction of the fingerprint database. There are Gaussian filtering and clustering algorithms. The online positioning stage has the nearest neighbor method, In this paper, an improved algorithm based on K-Means algorithm and WKNN algorithm is proposed, and the test is validated on the IOS platform. The algorithm is based on the algorithm.

The results show that the K-Means algorithm and WKNN algorithm can effectively reduce the computation time, reduce the data size and improve the positioning accuracy.

The characteristics of this paper: proposed a new improved algorithm, IOS platform to achieve the indoor positioning.

Key Words：Indoor Positioning；WIFI；algorithm；IOS

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究的背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 论文内容安排 2

第2章 定位技术研究 4

2.1 室外定位技术 4

2.2 室内定位技术 5

2.2.1 常见室内定位技术 5

2.2.2 基于WIFI的室内定位系统 6

2.3 室内定位方法 6

2.4 WIFI室内定位算法研究 8

2.4.1 离线数据采集 10

2.4.2 在线位置解析 12

第3章 基于IOS的wifi指纹定位 15

3.1 IOS开发 15

3.2 算法仿真分析 17

第4章 总结与展望 22

参考文献 23

致谢 24

第1章 绪论

随着时代不断发展和科技水平的不断提高，移动智能终端越来越普及，无线网络也被应用到各个领域。科技正改变着人们的生活。为了改善服务质量，抢夺服务资源，人们对于基于位置的服务的需求越来越迫切。现如今，LBS的应用已经深入到人们生产生活的各个角落。有了位置信息，人们不必为在哪能吃好吃的食物而烦恼，不必为没去过的城市旅游不知道规划路线而烦恼，不必为迷路不知道方向而身旁有没有其他的人求助而感到烦恼。在生活方面，位置信息服务能够结合用户的需求，有效地提供给用户附近的相关服务和一些活动，既完善了用户的游玩体验又成为了商家促销、招揽消费者的一种手段。再比如军事方面，知晓敌方和我方的地理位置和地理形势，能够有效地发挥自身的地理优势，为赢得胜利获得先机。由此可见，基于位置信息的服务确实方便了人们的生活。

1.1 研究的背景及意义

要实现基于位置的服务，就必须要有完善的定位技术。现在，在室外的定位导航技术已经基本成熟。像我们所熟知的全球定位系统GPS（global　positioning　system），它的应用已经出现在人们的生活中的各个地方。它所具有的导航功能应用很广泛，能够有效的实现汽车的自动导航，也能够在陌生地点时提供给人提供方向导航。它的覆盖范围涵盖了整个地球。还有俄罗斯所研发的全球导航卫星系统Glonass（global national satellite system），它的出现撼动了美国GPS在定位导航上的霸主地位，现在很多手机也都配有了GPS和Glonass双导航系统，能够实现更精确的定位。继美国和俄罗斯之后，我国成为第三个拥有成熟卫星导航技术的国家，成功发射了北斗导航卫星，建设了北斗卫星导航系统BDS（BeiDou navigation satellite system）^[1]。

虽然已经被研究成熟的GPS系统，在开阔的室外定位精度能够达到很高，已经完全能够很好的满足人们在室外的定位，导航功能。但是由于室内环境的多变，且存在大量的反射现象和多径效应，GPS信号在室内环境接收到的信号十分微弱，所以不能很好地实现室内定位^[1]。但是由于社会的快速发展和资源的稀缺，为了在有限的空间获得最大的空间利用率，能够容纳更多的人或者物品，建筑物内部的结构往往都做的比较复杂。而且现在高楼大厦随处可见，这也让室内定位技术发展需求越来越强烈。室内定位技术的实现不仅是消费者的普遍需要也是商家的热切需求。如果能够实现精度很小的室内定位，那么消费者就不会在购物大厦找不到店家或者急着找厕所一直找不到，商家也能更好地推进自己的服务，当消费者在商场进行室内定位时，可以推送相关的优惠活动，能够吸引顾客到自己的店里面来消费，也能让想来消费的回头客快速找到商店的位置进行消费。由于这些经济需求和这些经济需求潜在的巨大利润，更多的企业也开始投入室内定位这一领域。由于移动智能终端的普及，大部分室内定位都是在手机平台上实现，极大地方便了人们的生活。像一些国内知名的导航软件公司，百度于2012年将地图模块单独发展，看中了其中商机。之后，百度实现了室内定位技术，主要是采用WIFI指纹室内定位方法能够在IOS平台和Android平台进行定位。同时，高德软件公司也实现了室内定位，主要是应用移动智能终端结合WIFI或者蓝牙技术一起进行室内定位。在IOS平台上采用蓝牙定位方法，在Android平台使用WIFI指纹定位或者蓝牙定位。现如今，苹果的手机市场占有份额已不容小觑，每次苹果手机一出新品就售罄，可以看出人们对于苹果手机的热情。为了更好地服务广大苹果用户，让他们能够用苹果手机享受室内定位技术带来的便利，以IOS为平台室内定位技术研究显得很有必要。