[發(fā)明專利]一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)及定位方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710948819.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN107770860A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔韋達(dá);李澤滔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W64/00
• 分類號(hào): H04W64/00;H04W84/12
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所52100
• 代理人: 吳無(wú)懼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的GPS定位在室內(nèi)效果很差，甚至不能定位，現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)存在高功耗且定位精度不高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)，已解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括定位服務(wù)器、定位終端和無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)，無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)連接到定位終端，定位終端連接到定位服務(wù)器，定位服務(wù)器包括定位算法模塊、Socket通信模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊以及顯示模塊，Socket通信模塊用于接收定位終端掃描的無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)的WiFi信號(hào)強(qiáng)度值，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，定位算法模塊讀取數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的WiFi信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算獲得定位終端的位置坐標(biāo)，通過(guò)顯示模塊將位置坐標(biāo)從地圖中顯示。

一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位方法，該方法包括以下步驟：

（1）定位終端掃描無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)的WiFi信號(hào)強(qiáng)度，并將WiFi信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)通過(guò)Socket通信模塊傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)模塊存儲(chǔ)；

（2）定位算法模塊讀取數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的WiFi信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)，并通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算獲得定位終端的位置坐標(biāo)；

（3）顯示模塊將定位終端的位置坐標(biāo)從地圖中顯示，Socket通信模塊將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算后的結(jié)果反饋給定位終端。

定位終端按照設(shè)定的頻率對(duì)周圍的AP節(jié)點(diǎn)進(jìn)行掃描，然后通過(guò)Socket模塊將掃描到的信號(hào)強(qiáng)度值發(fā)送給定位服務(wù)器存儲(chǔ)。

無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)采用四個(gè)路由器，路由器通過(guò)交換機(jī)與執(zhí)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的定位服務(wù)器進(jìn)行連接，交換機(jī)由網(wǎng)關(guān)路由器進(jìn)入廣域網(wǎng)，路由器和執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)算法的定位服務(wù)器在同一子網(wǎng)。

定位終端采用MFC模塊，利用Native WiFi API獲取WiFi信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)打包發(fā)送到定位服務(wù)器。

Socket通信模塊首先建立TCP服務(wù)器接收定位終端的上傳數(shù)據(jù)，TCP服務(wù)器將讀取到的信息按固定格式存儲(chǔ)到指定文件，以備離線分析。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的模型在WIFI定位中設(shè)置輸出層有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)（X，Y），輸出層的激活函數(shù)為線性，輸入Xi是采集的WIFI信號(hào)強(qiáng)度值，若采集點(diǎn)無(wú)WIFI信號(hào)，會(huì)設(shè)置一個(gè)默認(rèn)值，隱層的激活函數(shù)是sigmoid函數(shù)。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的模型定位分為兩個(gè)階段：訓(xùn)練階段和預(yù)測(cè)階段，經(jīng)對(duì)比后得到精確的位置。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和反饋，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)wifi定位，大大提高了定位精度和準(zhǔn)確性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的定位終端流程圖；

圖2是本發(fā)明的服務(wù)器功能模塊架構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的Socket通信模塊工作原理圖；

圖4是本發(fā)明的WIFI神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。

實(shí)施例1：如圖1-圖4所示，一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括定位服務(wù)器、定位終端和無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)，無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)連接到定位終端，定位終端連接到定位服務(wù)器，定位服務(wù)器包括定位算法模塊、Socket通信模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊以及顯示模塊，Socket通信模塊用于接收定位終端掃描的無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)的WiFi信號(hào)強(qiáng)度值，并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，定位算法模塊讀取數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的WiFi信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算獲得定位終端的位置坐標(biāo)，通過(guò)顯示模塊將位置坐標(biāo)從地圖中顯示。

一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法的WiFi室內(nèi)定位系統(tǒng)的定位方法，該方法包括以下步驟：

（1）定位終端掃描無(wú)線AP節(jié)點(diǎn)的WiFi信號(hào)強(qiáng)度，并將WiFi信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)通過(guò)Socket通信模塊傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)模塊存儲(chǔ)；

（2）定位算法模塊讀取數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的WiFi信號(hào)強(qiáng)度值數(shù)據(jù)，并通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算獲得定位終端的位置坐標(biāo)；

（3）顯示模塊將定位終端的位置坐標(biāo)從地圖中顯示，Socket通信模塊將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法計(jì)算后的結(jié)果反饋給定位終端。

定位終端按照設(shè)定的頻率對(duì)周圍的AP節(jié)點(diǎn)進(jìn)行掃描，然后通過(guò)Socket模塊將掃描到的信號(hào)強(qiáng)度值發(fā)送給定位服務(wù)器存儲(chǔ)。