定 價(jià)：85 元
叢書名：物聯(lián)網(wǎng)工程研究叢書
- 作者：梁久禎, 陳璟著
- 出版時(shí)間：2017/6/1
- ISBN：9787030529749
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP212
- 頁碼：236頁
- 紙張：膠紙版
- 版次：1
- 開本：16K
全書內(nèi)容涉及無線傳感與定位技術(shù)的基本概念、原理、設(shè)計(jì)和工程實(shí)踐，重點(diǎn)介紹了該領(lǐng)域的前沿?zé)衢T技術(shù)內(nèi)容，包括無線傳播理論、信號(hào)和探測(cè)方法、TOA測(cè)量技術(shù)、跟蹤算法的性能測(cè)評(píng)、定位系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論、常見定位方法、定位精度、傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)、非視距傳播等。各章內(nèi)容包括：緒論、無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)、WiFi智能終端定位技術(shù)、線性序列擴(kuò)頻與定位技術(shù)，Sink節(jié)點(diǎn)優(yōu)化與選址技術(shù)，記步測(cè)量與位置導(dǎo)航技術(shù)等。書中不但包括了對(duì)經(jīng)典算法的描述、數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)等，也提出了一些算法的改進(jìn)，還給出了大量作者或研究生參與完成的實(shí)驗(yàn)操作與應(yīng)用系統(tǒng)等。
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物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)齊頭并進(jìn)成為當(dāng)前最熱門的三大IT技術(shù)，將實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)顛覆性的改造和提升，并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)最接近物理世界的一端，作為后起之秀對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速崛起起到了關(guān)鍵性的作用。物聯(lián)網(wǎng)概念一提出，全國就涌現(xiàn)出了大批的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)，面向智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智能交通和智慧城市等新興的領(lǐng)域。
全球定位系統(tǒng)作為一種室外定位技術(shù)，已經(jīng)在車輛導(dǎo)航、物流配送、災(zāi)害應(yīng)急、軍事打擊等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是在室內(nèi)情況下，由于受建筑物遮擋的影響，全球定位系統(tǒng)的定位精度會(huì)大大下降，甚至于無法進(jìn)行室內(nèi)定位。因此需采用其他更加合理的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。目前，在室內(nèi)定位這個(gè)領(lǐng)域己存在多種定位方案，有基于聲音、無線電、光波，以及基于慣性系統(tǒng)等技術(shù)方案。另外，自從2007年第一部iPhone移動(dòng)設(shè)備發(fā)售，2008年第一部Android移動(dòng)設(shè)備發(fā)售，2010年第一臺(tái)iPad平板電腦發(fā)售，短短的幾年，智能移動(dòng)設(shè)備迅速在人們的生活中扮演了一個(gè)不可或缺的角色。社交網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)微博、網(wǎng)絡(luò)游戲這些傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)也迅速向移動(dòng)設(shè)備遷移。由于移動(dòng)設(shè)備天生的移動(dòng)特性，人們?cè)絹碓较Ｍ梢酝ㄟ^移動(dòng)設(shè)備獲取自身的位置，感知他人的位置。
然而，受建設(shè)成本、復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境、算法魯棒性不強(qiáng)等因素的影響，目前尚未有比較完善的定位技術(shù)方案。各種定位方案都有著或多或少的缺陷，實(shí)現(xiàn)面向復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的、健壯的、較高精度的無線定位目前仍然是一個(gè)研究熱點(diǎn)及難點(diǎn)。
在這樣的背景下，課題組經(jīng)過5年的努力，圍繞無線定位開展研究工作，積累了大量的參考資料和研究成果。經(jīng)過認(rèn)真篩選，抓住當(dāng)前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問題，撰寫了《無線傳感與定位新技術(shù)》這部書。本書的內(nèi)容安排如下：第1章緒論、第2章無線傳感網(wǎng)絡(luò)與定位技術(shù)、第3章無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選址技術(shù)，由梁久禎負(fù)責(zé)；第4章Wi-Fi定位技術(shù)、第6章CSS定位技術(shù)、第7章無線定位技術(shù)應(yīng)用，由陳璟負(fù)責(zé)：第5章航位推算與室內(nèi)定位技術(shù)，由朱向軍負(fù)責(zé)；李軍飛、王革超、張熠等參與了部分內(nèi)容的寫作工作。全書統(tǒng)稿由梁久禎負(fù)責(zé)，審稿由陳璟負(fù)責(zé)。
本書的出版得到國家自然科學(xué)基金（61170121）、江蘇省自然科學(xué)基金（BK20150159）、常州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院的支持，在此一并表示感謝。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 室內(nèi)無線定位技術(shù)概述 3
1.2.1 無線定位技術(shù) 4
1.2.2 Wi-Fi定位技術(shù) 5
1.2.3 聲波定位技術(shù) 5
1.2.4 其他定位技術(shù) 6
1.3 室內(nèi)無線定位技術(shù)研究現(xiàn)狀 6
1.3.1 室內(nèi)無線定位技術(shù)研究現(xiàn)狀 6
1.3.2 室內(nèi)無線定位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀 7
1.3.3 基于CSS的寬帶無線定位技術(shù)研究 8
1.4 本書的章節(jié)安排 9
參考文獻(xiàn) 9
第2章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)與定位技術(shù) 15
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的ZigBee技術(shù) 16
2.1.1 起源 17
2.1.2 技術(shù)簡(jiǎn)介 18
2.1.3 自組織網(wǎng)通信 19
2.1.4 ZigBee產(chǎn)品 20
2.1.5 ZigBee網(wǎng)絡(luò) 23
2.2 ZigBee協(xié)議 27
2.2.1 物理層與媒體訪問控制層 28
2.2.2 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議及組網(wǎng)方式 29
2.2.3 應(yīng)用層 32
2.3 無線定位基本方法 35
2.3.1 三邊測(cè)量法 35
2.3.2 三角測(cè)量法 36
2.3.3 雙曲線定位法 36
2.3.4 抵達(dá)角度定位方法 37
2.3.5 最小二乘法 38
2.3.6 極大似然估計(jì)法 39
2.4 基于測(cè)距的定位算法 40
2.4.1 TOA定位算法 40
2.4.2 TDOA定位算法 41
2.4.3 RSSI定位算法 41
2.5 基于非測(cè)距的定位算法 42
2.5.1 質(zhì)心定位算法 42
2.5.2 DV-Hop算法 43
2.5.3 APIT算法 45
2.5.4 凸規(guī)劃定位算法 47
2.5.5 位置指紋法 47
2.6 基于ZigBee的TLM定位算法實(shí)例 48
2.6.1 定位算法 48
2.6.2 TLM定位算法設(shè)計(jì) 49
2.6.3 算法仿真及結(jié)果 50
2.7 本章小結(jié) 54
參考文獻(xiàn) 54
第3章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)選址技術(shù) 56
3.1 概述 56
3.2 靜態(tài)節(jié)點(diǎn)部署 57
3.2.1 部署方法 58
3.2.2 部署主要目標(biāo) 61
3.2.3 基于角色的部署策略 66
3.3 動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)部署 67
3.3.1 動(dòng)態(tài)重部署概述 67
3.3.2 動(dòng)態(tài)重部署問題 68
3.3.3 匯聚節(jié)點(diǎn)重定位方案 70
3.4 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)匯聚節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)選擇模型 75
3.4.1 移動(dòng)傳感網(wǎng)概述 75
3.4.2 SCSN選址模型 76
3.4.3 結(jié)構(gòu)意識(shí)自適應(yīng)算法 78
3.4.4 SCSN低復(fù)雜度邊界設(shè)計(jì) 80
3.4.5 Steiner移動(dòng)應(yīng)用高穩(wěn)定低偏心性 82
3.4.6 模型性能測(cè)試 86
3.5 本章小結(jié) 88
參考文獻(xiàn) 88
第4章 Wi-Fi定位技術(shù) 92
4.1 Wi-Fi基礎(chǔ) 92
4.1.1 IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)概述 92
4.1.2 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)成員與結(jié)構(gòu) 94
4.1.3 Wi-Fi信道 96
4.1.4 Wi-Fi MAC幀格式 98
4.1.5 Wi-Fi掃描 100
4.2 位置指紋法 103
4.2.1 概述 103
4.2.2 位置指紋數(shù)據(jù)庫 104
4.2.3 搜索空間縮減技術(shù) 107
4.2.4 位置估算方法 110
4.3 軌跡優(yōu)化 118
4.3.1 狀態(tài)空間模型 118
4.3.2 貝葉斯遞推估計(jì)原理 118
4.3.3 卡爾曼濾波及其改進(jìn) 119
4.4 Loc定位研究工具集 123
4.4.1 工具集概述 123
4.4.2 Loclib 124
4.4.3 Loctrace 127
4.4.4 Loceva 128
4.4.5 Locana 130
4.5 本章小結(jié) 132
參考文獻(xiàn) 132
第5章 航位推算與室內(nèi)定位技術(shù) 134
5.1 慣性測(cè)量單元 134
5.1.1 MEMS的應(yīng)用與發(fā)展 134
5.1.2 MEMS的分類與功能 134
5.1.3 坐標(biāo)系定義與變換 137
5.2 計(jì)步算法與步長(zhǎng)估計(jì) 138
5.2.1 人體運(yùn)動(dòng)步態(tài)模型 138
5.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理方法 139
5.2.3 計(jì)步算法 143
5.2.4 步長(zhǎng)估計(jì)方法 148
5.3 姿態(tài)解算與方向測(cè)量方法 151
5.3.1 基于加速度計(jì)和磁場(chǎng)傳感器的方向估計(jì)測(cè)量方法 151
5.3.2 基于陀螺儀的方向測(cè)量方法 153
5.3.3 基于PCA的方向測(cè)量方法 154
5.3.4 多傳感器數(shù)據(jù)融合方法 158
5.4 基于航位推算的室內(nèi)定位方法及其擴(kuò)展 163
5.4.1 個(gè)人航位推算原理 163
5.4.2 粒子濾波與航位推算 163
5.4.3 Landmark矯正技術(shù) 168
5.4.4 Wi-Fi位置指紋輔助定位 170
5.5 室內(nèi)定位系統(tǒng)仿真與分析 171
5.5.1 仿真環(huán)境與參數(shù)設(shè)置 171
5.5.2 航位推算與粒子濾波 173
5.5.3 計(jì)步與方向誤差容忍 175
5.5.4 粒子濾波參數(shù)分析 176
5.5.5 環(huán)境參數(shù)分析 177
5.6 本章小結(jié) 178
參考文獻(xiàn) 178
第6章 CSS定位技術(shù) 182
6.1 基于CSS的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)介 182
6.1.1 Chirp信號(hào)與脈沖壓縮理論 182
6.1.2 MDMA調(diào)制技術(shù) 186
6.1.3 CSS的發(fā)展及技術(shù)特點(diǎn) 188
6.1.4 CSS無線定位技術(shù)與其他技術(shù)方案的比較 192
6.1.5 基于CSS的無線測(cè)距方法 196
6.2 非視距傳播問題 198
6.2.1 非視距識(shí)別 200
6.2.2 非視距誤差抑制 204
6.3 本章小結(jié) 206
參考文獻(xiàn) 206
第7章 無線定位技術(shù)應(yīng)用 208
7.1 煤礦井下定位系統(tǒng) 209
7.1.1 ZigBee技術(shù)優(yōu)勢(shì) 209
7.1.2 煤礦井下定位系統(tǒng)設(shè)計(jì) 210
7.1.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與實(shí)現(xiàn) 211
7.1.4 小結(jié) 213
7.2 基于Wi-Fi的商場(chǎng)定位系統(tǒng) 213
7.2.1 Wi-Fi定位研究現(xiàn)狀 214
7.2.2 商場(chǎng)定位系統(tǒng)概要 216
7.2.3 總體設(shè)計(jì)需求 217
7.2.4 具體實(shí)施 218
7.2.5 小結(jié) 220
7.3 老人關(guān)愛室內(nèi)定位系統(tǒng) 220
7.3.1 項(xiàng)目背景 220
7.3.2 航位推算系統(tǒng) 221
7.3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 221
7.3.4 意義與改進(jìn) 224
7.4 基于Ubisense平臺(tái)的倉儲(chǔ)物流系統(tǒng) 224
7.4.1 UWB技術(shù)優(yōu)勢(shì) 225
7.4.2 系統(tǒng)部署 225
7.4.3 叉車與貨盤定位 226
7.4.4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 227
7.4.5 實(shí)現(xiàn)功能 228
7.4.6 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 228
7.5 定位方案 229
7.5.1 其他室內(nèi)定位方案 229
7.5.2 新興的室內(nèi)定位方案 231
7.5.3 室內(nèi)定位方案比較 234
7.6 本章小結(jié) 235
參考文獻(xiàn) 236
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