IEEE 802.11环境下室内定位服务
算法与系统架构
林永松、俞莹珍、余俊达、顾育先国立台湾大学信息管理学系
{yslin, r91001, r91023, r91016}
@https://www.doczj.com/doc/bf9325455.html,.tw
刘惠玲
财团法人信息工业策进会huiling@https://www.doczj.com/doc/bf9325455.html,.tw
摘要
由于无线网络的使用普及，利用无线局域网络技术做室内定位服务的可行性便大为提高。目前普及率最高的无线网络环境是IEEE 802.11系列，IEEE 802.11标准在使用上除了成本较低，环境架设也比较容易，故本文针对IEEE 802.11网络环境下提出定位服务的系统架构。
针对室内环境下的定位服务，本论文首先简介了无线局域网络的相关传输平台与目前常见的几个定位模式，以及定位服务中两大步骤常见的方法。接着探讨了几个室内定位服务常见的议题，并提出对于室内定位服务的系统架构与算法，包含在定位中讯号强度的撷取方法，数据库的建置议题，最后针对所建置出来的数据库与撷取出的讯号强度，引用Viterbi Algorithm概念提出定位算法。
透过本架构所估计出的位置精准度高，并且在建置定位数据库时只需少量的成本来做实地测量，兼具定位系统可靠性与降低系统建置所需的人力与时间成本。
关键词：室内定位服务，室内定位算法，无线网络，讯号强度指针。
壹、简介
随着IEEE 802.11无线网络的普及，许多学者纷纷提出无线网络上相关的应用技术，而对无线网络的用户做定位便是一个新兴话题。空间中的定位不仅可以帮助使用者辨识方位，并可以提供用户所处位置的相关信息，例如展览场地的促销活动与博物馆的使用者导览[3] 错误！未找到引用源。。
定位系统可以用在室内环境与室外环境。虽然两个系统的应用目的大同小异，但技术上却因为室内环境摆设复杂、精密度要求较高，所以在实作上相对困难许多。本论文针对室内环境定位的应用提出一套完整的架构，包含在IEEE 802.11b的无线网络环境中如何正确取得来自各个AP (Access Point)的讯号数据、AP应要如何摆设以提升系统定位的正确性、如何经由推估的方式而降低定位系统的建置成本、以及收到相关讯号数据后如何转换为位置信息等几个主要议题。
本论文在第二章提出相关资料与文献探讨，说明目前室内环境定位服务之概况与相关研究议题；第三章提出定位系统架构：讯号撷取、数据库建置，以及定位模块；最后，也提出尚待研究之议题与未来研究方向，并对本论文提出结论。
贰、相关资料与文献探讨
无线局域网络定位服务系统现有的研究有芬兰赫尔辛基大学开发的Ekahau Positioning Engine (EPE)[6] 错误！未找到引用源。、Microsoft 资深研究员Bahl 等人所开发的RADAR系统[2] [3] 等，本章针对此研究的相关技术与室内定位所遭遇到的问题作探讨。
一、无线局域网络定位服务相关技术
应用在无线局域网络环境之定位服务的相关技术可以分为无线局域网络传输平台与定位模式两大部分。
（一）无线局域网络传输平台
无线局域网络使用Bluetooth、IEEE 802.11 family、HiperLAN2、HomeRF 这类的通讯协议形成一个小区域的网络。目前广泛的使用于特定场合中，比如：办公室、机场、咖啡馆。目前最为普及的是IEEE 802.11系列，也是本研究的目标平台。
802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网络标准，主要用于解决办公室局域网络和校园网络中行动装置与基地台的无线接入，速率最高只能达到2 Mbps；IEEE 802.11a，它工作在5 GHzU-NII频带，物理层速率可达54 Mbps，传输层可达25 Mbps，采用正交频分多任务(OFDM)的独特展频技术，可提供25 Mbps的无线ATM接口和10 Mbps的以太网络无线结构接口；IEEE 802.11b，目前带宽最高可达11 Mbps，也可根据实际情况采用5.5 Mbps、2 Mbps和1 Mbps带宽，实际的工作速度在5 Mbps左右，与普通的10Base-T规格有线区网几乎有相同的表现水平，并且使用的是不需申请使用执照的ISM2.4 GHz；最后一个相关系列IEEE 802.11g，是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4 GHz 频率下提供每秒11 Mbps数据传输率，也符合802.11a标准在5 GHz频率下提供56 Mbps数据传输率。
（二）定位模式
在定位模式方面，目前在无线网络环境下进行定位服务的定位模式大致有以下四种方式[9] [10] [11] ：
●收讯角度法(Angle of arrival, AOA)
利用天线侦测接收行动装置讯号的角度进行有效的定位。
●收讯时间差(Time of arrival/Time difference of arrival, TOA/TDoA)
利用讯息在接收端与传送端间传送所花费的时间差求出两者的相对距离。
●时间差与收讯角度混合法(Hybrid angle and time of arrival)
结合上述两种作法，配合时间差以及AP收到讯号的角度对所在位置做定位。
●讯号强度法(Received signal strength approach, RSS)
利用行动装置侦测不同位置所收到讯号强弱的方式，进一步做到定位的功能。
其中以讯号强度法较适合室内环境使用，前三种方法在室内环境受到多重路径(multi-path)问题的影响程度大，并且讯号强度法对于位置移动时讯号强弱的变化是比较可预期的，也就是所得位置相依变量有较高的量测精确度，因此也是本
研究所采用的方式。
再者，在定位服务系统中要能正确估计用户所在位置，包含两个步骤：1.搜集位置相依变量2.利用这些变量转换成定位信息。
搜集位置相依变量是在定位系统建立时建置场地位置数据库，以供定位时进行比对。基于讯号强度法的定位模式目前可行的方式有以下两种：
●实地测量法(Measurement space method)[9]
实地测量法的定位方式，在定位环境中先就数个重要位置测量取得确定的位置讯号强度，并储存于位置数据库中。
●传播模式推估法(Propagation model method) [1]
传播模式推估法利用波的传播模式，考虑在不同无线网络环境下可能会得到的环境相依变量，如各种不同环境因素（室内摆设、其他电波干扰…等），计算在相对应的位置，应该会收到多少讯号强度。
接着当系统实际运作进行定位时，利用当时所测得的位置相依变量与场地位置数据库比对，而转换成定位信息，可行的方式可分为：
●判定法(Deterministic)[2] [3] [9]
取到当时位置相依变量后，比对数据库中的事前位置相依变量，经由比对运算，最接近的一组位置相依变量的对应位置为目前用户所在位置。
●机率法(Probabilistic)[1] [4] [6]
利用统计上条件机率的方式，根据用户目前所在位置，求出在现有条件下（讯号能量强度、收到讯号来源等）用户最有可能的位置。
利用机率法，所有的环境变量所带来的问题（多重路径、讯号受物品摆设影响…etc）都不会对模式参数带来太大影响。因此本研究将同时采取实地测量法与传播模式推估法来建置场地位置数据库，并透过机率法来进行用户位置的判定。
二、室内环境定位服务问题探讨
室外环境定位与室内环境定位两者个别有不同的考虑：对于室外环境来说，多为宽广的地区或是大型的障碍物，讯号的多重路径比较不明显，因此在室外环
境定位时障碍物的影响较小。另外，室外环境相对于室内环境，用户平均移动的速度较快，因此必须考虑讯号传递与接收上的时间差。本研究主要探讨室内环境定位服务，所以底下就影响室内环境定位服务的因素做探讨：
●障碍物
障碍物为影响室内环境定位的最重要的因子，在室内环境中存在许多的隔间，并常常会摆设各式各样的家具或装饰，这些物品对于无线电讯号的吸收率各有不同，而这些物品的摆设又往往不是很规律，使得无线讯号在室内传递时很容易被物品所吸收，因此这些物品的位置和材质便成为影响讯号推估室内位置的最大因素。另一方面，人体的组成百分七十以上是水，所以人本身就是一个很会吸收无线讯号的物品，当人数变多或人移动频繁的时候，讯号的变动率就会更大，考虑室内定位时不能忽略这个因素。
因为障碍物会吸收讯号，相邻位置的讯号强度变动量就会变大，所以反而能判断出用户位置的改变，因此妥善地利用障碍物能使室内定位服务更精准。
●室内范围
室内环境相较于室外环境范围较小，讯号在室内传递时容易会因为障碍物或墙壁而反射，多重路径的状况也相对的严重许多，这使得收到的讯号会被混淆、讯号强度会有不稳定的变动。另一方面，室内环境范围较小所以讯号的时间短，这使得利用时间差推估位置的精准度下降；对于利用讯号强度推估位置而言，也会因为讯号强度的变动率太低而使得精准度也不高。
因为室内环境的范围较小，所以相反地，需要布建的AP比室外环境所需要还少就可达成精准的效果，而且精准度比室外环境的定位高。
●其他因素
除了上述两种因素之外，其他的环境因素也会影响讯号的接收。这些因素有温度、湿度、其他同类型无线讯号干扰的影响等等。温度与湿度皆会影响讯号的传输速度，这对透过讯号时间差来推估位置的方法来说会有极大的影响；其他同类型无线讯号的干扰，例如靠近基地台附近或在微波炉附近，如果这些频率与我们所使用的讯号强度相近，则可能会严重地影响到讯号接收的质量，进而改变室内定位的精准度。
不同的室内环境就有不同的摆设，因此在做室内环境定位时，必须考虑以上的因素，并针对每一项因素再做校调，以便满足各种不同环境的需求。
参、系统架构
本研究之室内定位系统，提供用户手持行动装置在定位环境中移动，而系统将针对场地中的手持装置做定位。我们假设场地中的多个AP 会不断发送无线讯号给行动装置，而位于ψ位置的行动装置便可将该时间间隔收到来自AP 的讯号强度以RSSI ψ的形式（RSSI, Received Signal Strength Indicator ）交由中央控管服务器做定位服务，并由中央控管服务器依照所在位置提供必要信息。所以，整个系统会形成一个三层式体系结构，包含数据库、中央控管服务器，以及行动装置等，图一所示：
图一 系统架构组件图
数据库
数据库负责储存场地相关信息以及用户在特定位置中系统所要提供的数据，根据功能上的不同分为讯号强度数据库和应用程序数据库。讯号强度数据库负责储存场地相关信息，包含场地配置、障碍物讯号衰减率、位置讯号强度、以及不同环境条件下的决策信息。本研究定义讯号强度相关信息的变量如下表，ψ代表在测试环境中的位置变量、RSSI ψ代表位置ψ所收到的讯号强度值、B ψ则代表此位置ψ有障碍物，而且纪录障碍物所消耗的讯号强度值：
另外，因为环境的不同也会影响行动装置所收到AP的讯号强度，这些环境变量可能是用户密度不同、通讯频道干扰程度不同等因素，故在建构数据库时根据环境的不同，数据库也储存数个不同讯号强度值，以符合相同场地不同环境的需求。
应用程序数据库储存大量的应用信息，这些信息由中央控管服务器的应用程序模块所存取，主要的用途是提供用户多样化的信息。随着应用模块的不同，应用程序数据库也会储存相对应的信息，以提供丰富的信息服务。
●中央控管服务器
中央控管服务器包含了应用程序与定位模块两大部分。定位模块负责将行动装置传送过来的讯号透过后文所述的算法转换成用户位置的相关信息，并把所计算出来的用户位置相关信息传递给应用程序模块。应用程序则依据用户的位置与个人信息由应用程序数据库取得必要信息，并将之回传给行动装置以提供用户个人化的信息服务。另外，中央控管服务器也负责在不同环境条件下应选用的讯号强度数据库，如不同用户密度的讯号强度数据库。
●行动装置
行动装置负责与用户沟通，此行动装置可能是PDA、手机等，负责将每个时间间隔所收到的各个AP讯号强度传送到中央控管服务器，并作为系统与用户间沟通的桥梁。
本章后面接着针对行动装置上的讯号撷取方法、数据库建置，以及定位模块作细部说明。
一、讯号强度（RSSI）撷取
收集讯号强度有多种方法，其中最精准的莫过于利用额外的硬件装置侦测讯号强度，但是此种方法需要额外的成本，而且此种额外的硬件装置携带不易。另一种则是利用IEEE 802.11行动装置里的无线电波接收芯片，这芯片本身就有侦测讯号强度的能力，透过这些芯片，行动装置可以找到其它侦测到的无线行动装置，例如AP或另一台行动装置。本研究即是利用行动装置中的无线电波接收芯片所提供的功能来侦测讯号强度，缺点是准确率较低，但是尚能满足本研究的需求，优点是无需负担额外的成本。
本研究利用Linux操作系统上由Jean Tourrilhes所开发出来的Wireless
Extension API[12] 与物理层的无线电波接收芯片做沟通，以取得目前行动装置所能侦测到周遭所有的AP讯号强度。Wireless Extension套件刚开始是由Hewlett Packard所维护，用意乃在提供一个开放原始码的无线网络驱动程序，让Linux 上的开发者可以对802.11b的无线网络卡取得更多信息。在Linux Kernel 2.2.14之后，Wireless Extension就被放入预设的Kernel套件中，只要较Linux Kernel 2.2.14更新的OS即可呼叫这些API，而这些API依然持续地更新中。
藉由Wireless Extension的所提供的Scanning模式，行动装置可以轻易地扫描以自己为中心，所有邻近讯号强度高于某个门坎的所有AP，并取得这些AP 的联机质量、讯号强度、以及噪讯比。本研究修改原本Wireless Tools中的iwlist 程序，使行动装置只针对邻近AP的讯号强度做追踪，行动装置每半秒去扫描一次邻近的区域。所收到的讯号强度皆用dBm来衡量，因此针对不同的AP并不会有测量单位不同的情形。另一方面，每一台AP皆有自己独一无二的MAC address，因此我们利用MAC address来辨认每一台AP，而不是利用换变动的IP Address。最后并把取得的讯号强度和相对应AP的MAC address传回中央控管服务器，中央控管服务器收集这些信息以便利用此一信息做行动装置的定位。
二、数据库建置
在定位系统中，数据库的建置与AP摆放位置，乃至于算法的订定，都是息息相关、牵一发而动全身的几个要素。本节将针对整个系统的实际运作与必备的几项准备工作提出探讨。
（一）输入场地信息
由于室内环境的摆设与格局对于AP讯号强度与用户的移动模式都有显着的影响，所以在系统建立的第一步就是先输入定位场地的相关信息。
本研究希望开发出的定位系统精准度能达到2公尺以内，所以我们会将欲作定位的场地之长和宽各以一公尺为单位，将该场地进行切割，下图即为一15m * 10m的场地，共切割成150个1m*1m的区域。
图二场地信息图
场地所切割出来的每个区域以ψ来记录，我们需要对于进行定位的场地实际做测量，记录该场地中存在的障碍物，包括了每一个切割出来的区域上是否存在有障碍物，并且记录该障碍物所造成的loss dB值，描述场地内所有障碍物的型态与其种类。
透过这个阶段对于定位场地进行实地测量，并且透过将实际障碍物的存在转换成该障碍物对于讯号强度衰减率，即可建立出供本系统运作的定位场地相关信息。
（二）决定测量点
在前一个步骤，我们将欲定位的场地依其长宽分为m*n的区域，理论上需要针对这m*n的区域分别测量每个区域接收到来自每个AP讯号强度的值，但是如果真的对于每个分割区域实际进行测量，则需要耗费大量的人力与时间成本，因此，我们提出了一个仅需要对于某些特定点进行实际量测AP讯号强度的方法，简化了整个测量的程序。
首先，由使用者先从场地中决定出重要的观察点，也就是这些点的定位准确性是使用者所重视的，因此我们需要实际进行讯号强度测量来提高定位精准度，所有这些点将被选为测量点。
接着，由于相关的研究与先前的实验指出，障碍物对于所测量到讯号强度的影响非常明显，因此，我们提出一个heuristic的算法，针对每一个分割区域来考虑，如果该点周围3*3的范围内如有障碍物，并且周围前后左右都没有测量点，
则该点将被选为测量点；并且，如果该点周围5*5方格内没有任何其他测量点，则该点也将被选为新的测量点。此heuristic pseudo code如下：
图三决定量测点heuristic算法
在此阶段，我们依据使用者的需求与场地中障碍物的影响，决定出在该场地中需要实际进行讯号强度测量的区域。
（三）决定AP位置
本系统在建置时的另一个考虑是AP的摆放位置，如何在欲作定位的场地中决定AP放置的数目与这些AP放置的位置，使得在本系统中能够对于用户位置定位的精准度达到最高，更使得整体系统运作达到优化的效果。
在此可以透过一个mathematical model来定义与分析此问题，首先已知AP 讯号强度的propagation model，我们可以藉此推测每个观察点的讯号强度值，另外也已知场地中障碍物的分布情况，透过这些信息，我们希望将每个观测点之间所推出的讯号强度差异能够尽量扩大，以提高定位的精准度，我们将此问题model 成max min问题，将讯号强度差异最小的两点差异最大化，而决定出适合在场地中架设AP的数目与其摆设位置。
（四）讯号强度的测量与推估
在第2个阶段我们决定出了实际进行讯号强度测量的位置，而在上个阶段也决定出AP架设的位置，因此在此阶段我们先分别针对这些选定的测量点，实际量测该点侦测到来自各个AP的讯号强度值。由于根据相关的文献与实验结果，行动装置所面对的方向，对于讯号强度的影响也非常显着，所以针对每个测量点，
我们需要对于4个不同的方向皆进行测量，并且每个方向重复测量10次以取得平均的讯号强度值。
接着针对没有实际测量的位置，我们透过讯号强度的propagation model来进行推估，由此我们可以求出场地中每个位置讯号强度的推估值，又因为我们对于选定的测量点作过实际的讯号强度量测，因此，透过这些测量点准确的测量值与我们透过propagation model的推估值，我们可以得到两者之间的差异。而透过所有测量点的测量值与推估值的差异，我们由距离平方的倒数作为权重，对于其他所有场地中的位置所推估的讯号强度值进行修正。
因此在这个阶段，我们已经完成欲定位场地讯号强度数据库的建置，作为实际进行定位时，系统判断用户位置的依据。
三、定位模块
假设在上述讯号强度的数据库建置已完成，并且经过多次实地测量与纪录，而中央控管服务器有能力选出最符合目前环境状况（如天气、人数、湿度等）的数据库来做参考的情况下，剩下的问题就是如何在及时环境下应用已建置好的讯号强度数据库判断用户所在位置。假设在及时环境中，t时间下所收到的讯号强度是RSSI
ψ[t]，则透过挑出数据库中「最接近的信号强度」来找出恰当的对应位置，就是下一步动作。
根据这个想法可以容易的延伸为：越接近该位置点所侦测到的及时讯号强度RSSIψ[t]会越接近该位置在数据库中所储存的讯号强度信息RSSIψ，也就是除了一些误差或其他因素影响，理论上位在相同地点应该会有相同的讯号强度。对于一般的向量而言，所谓相似程度，可能包括欧基理德距离（Euclidean distance）以及曼哈顿距离（Manhattan distance）等。
然而因为环境与误差等因素，常会使得系统所衡量出来的用户所在位置会有
多个「接近的信号强度」，也就是数据库中同时有多个信号强度与RSSI
ψ[t]的比对后符合否一个特定信心水平。为了解决这个问题，本研究认为可以配合上使用者的移动轨迹加以修正，把给定前一时间时间用户所在位置的条件下，用户出现在特定范围的机率列入考虑加以修正，做为环境因素的调整。在「接近的信号强度」部分，本研究透过Cosine值距离计算两个向量间的距离，作为两信号强度相似程度的指针；而移动轨迹，则采用Viterbi Algorithm[5] [13] 的观念来引入使用者在前面几次移动位置的轨迹，每次系统都维持记录用户前h回合的所在位置，我们称之为「Modified Viterbi Algorithm」。经过h回合后，便可得出一组机
率值，最大的机率值就是系统宣称用户所在的位置。
我们可以将定位算法定为(1)式：
[][]1120??????arg (|)(|,,) ,(|) (1)
h t t t i t i t i t i h t i Max p RSSI t p p RSSI t φφφφφφφπ-++-+-+-=??=??>????
∏其中p (ψ|RSSI ψ[t ])是考虑在给定RSSI ψ[t ]的讯号强度下，用户最可能位于ψ的机率；而p (ψt+i |ψt+i-1,ψt+i-2,ψt+i-h )则是在已知前t+i-1、t+i-2、t+i-h 时间点下，推估出使用者在ψt+i 的机率。此时，系统不再是对最新的用户位置作定位运算，而是先对前h 个回合内的RSSI ψ[t ]一一记录下，每次收到新的RSSI ψ[t ]便更新整个纪录，然后依据上式计算前h 个回合用户所在的位置。当下一次又收到RSSI ψ[t ]
时，再删除最旧的一笔数据，使得整个记录维持在h 笔。
所以，系统每隔一段时间观测使用者的RSSI ψ[t ]，并到数据库中搜寻比对，找出大于信心水平π的p (ψ|RSSI ψ[t ])，也就是RSSI ψ[t ]和数据库中RSSI τ两向量的Cosine 值大于所定义的信心水平者，将这几个RSSI ψ[t ]所对应的位置坐标储存。同一回合的k 个坐标相当于图3.4中的一行，然后不断重复比对与搜集资料的动作，则第i 个回合到第i+h 个回合之间所纪录的坐标恰好如图四所示，是一个h 行的格状交织图(Trellis Diagram)[13] 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。。
图四 格状交织图 而至于Modified Viterbi Algorithm
中相邻任两点之间的边长成本，也就是
p (ψt+i |ψt+i-1,ψt+i-2,ψt+i-h )，可以透过记录用户的移动轨迹来调整系统精确度。我们认为：使用者移动方式通常在「前进」、「转弯」或「停留」的时间会远高于「后退」的时间。基于这个假设，我们可以透过ψt+i-1与ψt+i-2两点联机的法线L1将地图切割成短期趋势中的前进与后退方向，以机率α与(1-α)，配合ψt+i-1与ψt+i-h 两点联机的法线L2将地图切割出的长期趋势中前进与后退方向，以β与(1-β)表示。L1与L2的切割图如图五。
图五 使用者移动方向之长期与短期趋势
则由L1与L2交织出的四大区块，将使用者前进方向切分成不断前进、前进或转弯、与后退的机率，即αβ、(1-α)β、α(1-β)、(1-α)(1-β)。其中α与β透过实地测量方可得知。使用者移动趋势与机率，如图六：
图六 使用者移动趋势与机率图
L2
至此，每一个特定移动轨迹机率已经可以被求出，并正确决定出h 回合前用户所在的位置坐标值。然而，h 的大小关系到本算法的正确性，因此直接影响定位系统的精准程度，同时h 愈大会造成时间间隔过长。所以h 参数的决定会是空间精准度与定位时间差两者之间的Trade-off ，值得仔细衡量。
肆、未来研究方向
由上述讨论中得知，目前在运用无线网络定位议题上，仍有许多问题尚待解决。首先，系统选定量测点并完成实地量测后，系统要能够利用propagation model 推估未进行量测的观测点；然而如何能针对定摆设下的观测点做出有效推测，仍需要进一步实验证实。其次，场地中的AP 摆设将会影响系统的精确程度，该问题可透过数学模式作优化运算。最后，关于系统定位模块中的许多参数尚未明确，
例如[]?(|)t
p RSSI t φ采用的信心水平、Modified Viterbi Algorithm 中的h 值、使用者移动轨迹中前进与后退的发生机率等，有待后续研究。
伍、结论
在定位服务系统中，依用户位置不同系统所提供的信息必然有差异，根据用户位置的改变，系统可以提供更客制化的信息。然而，室内与室外定位有着显着的差异，室内定位系统无法依照目前常见的室外定位系统理论对小范围的使用者定位。
本论文整理了目前无线局域网络定位服务的相关技术，包括无线网络传输平台、定位模式(AOA 、TOA 、RSS)与定位推估方式，并探讨了室内定位服务的相关议题以及现今室内定位系统的概况。本论文也针对室内环境的定位系统提出一套完整的系统架构，并对系统架构的各个模块加以详细描述。在收集讯号部分，我们利用现成且免费的套件来取得各AP 的讯号强度值。在数据库部分，则由AP 的摆设与讯号推估优化系统效能，而且并导入应用程序数据库，以提供用户客制化的信息。最后，引入通讯理论中的Viterbi Algorithm 的观念，以使用者过
去的h个时间间格的移动轨迹强化系统精确度。
然而本研究尚有许多未尽详实之处，例如系统参数的设定与讯号的推估方法。我们将对这些议题继续研究，以期能对室内定位的精准度向上提升。
陆、志谢
本研究由经济部委托财团法人信息工业策进会新信息家电系统发展计划分包办理。
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[15] 林永松, 王台中, 刘惠玲, 陈大钧, 叶耿宏赖坤威, “IEEE 802.11b 用于室内定位
所面临之问题及其解决方案”, 国立台湾大学信息管理研究所, 二○○三数字生活与因特网科技研讨会, 2003
检测全步骤 （一）采样前一天准备工作 1.采样点的选取：氨、甲醛、苯、TVOC一层和顶层必测，其他均匀分布，氡在低层 2.现场检测方案的编写 3.应检查大气采样器是否运转正常，电量是否充足，电量不足或欠压及时充电。 4.检查大型气泡吸收管、具塞比色管、苯活性炭管、TVOC采样管是否完好无损，若有损坏及时更换；检查上述实验仪器编号是否完整、清晰、唯一，若有缺失，及时修补完整。 5.检查大型气泡吸收管、具塞比色管是否已经用蒸馏水洗净并烘干。 6.检查苯活性炭管、TVOC采样管（Tenax TA吸附管）在采样前是否已活化，苯活性炭管活化条件为 350℃ 10min，TVOC采样管活化条件为300℃ 10min。 7.采样管的核查记录。要求在标准大气压采样管的阻力在5-10kP 8.准备好采样记录、见证记录、委托书，现场采样描述，备案表，检测方案并放在文件夹中，采样时携带。（二）采样前一小时准备工作 1.首先记录化学分析室的温湿度记录表 2.配制氨吸收液并将吸收液装入大型气泡吸收管 ①所需实验仪器和试剂： a.已配制好的氨吸收原液[C(H2SO4)=0.005mol/L]， b.100ml容量瓶（专门用于配制氨吸收液，使用前用蒸馏水洗净，若内壁留有少量蒸馏水不影响实验 准确度）， c.10ml刻度吸管1支（专门用于吸取氨吸收原液[C(H2SO4)=0.005mol/L] ）， d.10ml刻度吸管1支（专门用于吸取氨吸收液[C(H2SO4)=0.0005mol/L]）， e.刻度吸管管架1个（用于放置刻度吸管）， f.滤纸1张，撕成四等份， g.100ml小烧杯1个（盛放50ml蒸馏水的），胶头滴管1个（吸取蒸馏水的）， h.洗瓶1个（装满蒸馏水）， i.250ml烧杯1个（盛废弃液）。 ②配制氨吸收液[C(H2SO4)=0.0005mol/L]步骤 取出专门吸取氨吸收原液的10ml刻度吸管，用氨吸收原液洗涤2次量取10ml氨吸收原液→至100ml 容量瓶中→盖上氨吸收原液试剂瓶玻璃塞→将10ml刻度吸管放回刻度吸管管架→在100ml容量瓶中加蒸馏水至刻度线下2cm，再用胶头滴管加蒸馏水至刻度线→盖上玻璃塞，旋转15度，上下翻转10次，翻转时旋转容量瓶→配制完成。 ③将10ml氨吸收液装入大型气泡吸收管 取出专门用于吸取氨吸收液[C(H2SO4)=0.0005mol/L]的10ml刻度吸管，用氨吸收液洗涤2次，在盛放氨吸收液的容量瓶中量取10ml氨吸收液→打开大型气泡吸收管管帽，注入10ml氨吸收液（注意，注入溶液时，将刻度吸管末端管尖靠在大型气泡吸收管下部内壁上）→盖上大型气泡吸收管管帽→继续盛装下一个大型气泡吸收管，直至达到采样所需数量，并多做一个试剂空白和一个室外上风向空白。（例如：若采样点为10个，则需加12个大型气泡吸收管的吸收液） 若是氨吸收原液数量不够，可多配几瓶或是在容量瓶中氨吸收液不够10ml时，倒掉剩余溶液，用自来水洗涤3遍容量瓶，再用蒸馏水洗涤3遍，用此瓶再配一次氨吸收液。 3.配制甲醛吸收液并将吸收液装入大型气泡吸收管 ①所需实验仪器和试剂： a.酚试剂[C6H4SN(CH3)C:NNH2·HCl,简称M BTH]， b.100ml容量瓶1个（专门用于配制甲醛吸收原液，使用前用蒸馏水洗净，若内壁留有少量蒸馏水不 影响实验准确度）， c.100ml容量瓶1个（专门用于配制甲醛吸收液，使用前用蒸馏水洗净，若内壁留有少量蒸馏水不影 响实验准确度），
室内环境检测方案 2017年8月2号 衡阳市科建工程检测有限公司
一、检测项目 室内环境污染物浓度检测项目为：氡、氨、甲醛、、苯和总有机挥发物TVOC五项。 二、检测依据及标准 1.《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010 ； 2.《环境空气质量标准》GB 3095-2012； 3．《室内空气质量标准》GB/T 18883-2002； 三、仪器设备和检测方法： 1．空气中氡的检测 1.1测试方法及依据 GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》。 1.2检测仪器： 1027型电子氡气检测仪 1.31027型环境氡检测仪 1027型环境氡检测仪以闪烁室法为基础，用气泵将含氡的气体吸入闪烁室，氡及其子体发射的α粒子使闪烁室内的ZnS（Ag）柱状体发光，光电倍增管再把这种光讯号变成电脉冲。由单片机构成的控制、测量电路，把探测器输出的电脉冲放大、整形，进行定时计数。单位时间内的脉冲数与氡浓度成正比，从而确定空气中氡的浓度。 2．空气中的游离甲醛的检测 2.1测试方法及依据 2.1.1 GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》 2.1.2 GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》 2.2 检测仪器： HL-2B型恒流采样器、上海舜宇科学仪器有限公司生产的7230G 可见分光光度计 2.3 基本原理： 用大气采样器将空气中的甲醛吸收与酚试剂反应生成嗪，嗪在酸
性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，根据着色深浅，比色定量。 3．空气中氨的检测 3.1测试方法及依据 3.1.1 GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》 3.1.2GB/T 18883-2002《室内空气质量标准》 3.2检测仪器： HL-2B型恒流采样器、上海舜宇科学仪器有限公司生产的7230G 可见分光光度计 3.3基本原理： 空气中的氨吸收在稀硫酸中，在亚硝基铁氰化钠及次氯酸钠存在下，与水杨酸生成蓝绿色的靛酚蓝染料，根据着色深浅，比色定量。 4．空气中苯的检测 4.1 测试方法及依据 GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录F。 4.2检测仪器： HL-2B型恒流采样器、TP-2030型热解吸装置、BTJ-Ⅲ型热解吸装置、湖北方圆公司生产的FYGC-2000B型气相色谱仪。 4.3基本原理： 空气中的苯用活性炭管吸附采集，然后经热解吸提取出来，经气相色谱仪由毛细管柱分离，用氢火焰离子化检测器检测。以保留时间定性，峰面积定量，计算出空气中苯的含量。 5．空气中TVOC的检测 5.1 测试方法及依据 GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录G。 5.2 检测仪器： HL-2B型恒流采样器、TP-2030型热解吸装置、BTJ-Ⅲ型热解吸装置、湖北方圆公司生产的FYGC-2000B型气相色谱仪。 5.3 基本原理： 空气中的TVOC用Tenax-TA吸附管吸附采集，经热解吸提取出来，
南通市体育运动学校项目室内环境检测方案 南通欧萨环境检测技术有限公司 二 0 一八年五月二十三日
一、工程简介 我单位受南通体育运动学校的委托，对位于江苏省南通市港闸区石桥路与纬一路口南通市体育运动学校空气质量检测。按规范要求，装修（家具进场）房间检测项目为：甲醛、苯、甲苯、二甲苯、TVOC五项指标。 二、室内空气检测必要性全国每年因装修空气污染引起的死亡人数已达万人，每天大约是304 人。可见室内空气检测的必要性：家装材料中的有毒物质是室内空气污染的主要来源。 国家有关部门曾进行的一次室内装饰材料抽查结果表明，具有毒气污染的材料占68％，所挥发的300 多种有毒物质一旦进入室内，即会引发各种疾病，装饰装修材料即使都是环保的产品，但是各种家具和装饰材料释放出的有害物质通过叠加同样会造成严重污染，室内的空气是一定的，使用一件木制材料和十件木制材料对环境的污染程度是截然不同的。再加上装修所使用的胶黏剂，装修污染是难免的。 仅靠闻气味辨别是否有室内污染不科学，也不准确。在有毒有害气体中，有的是有味的，如苯：芳香味，甲醛：刺鼻性气味。但也有无色无味的，如：TVOC。 但各种化学物质混合在一起呈现的复杂的气味是很难辨别的。因此凭气味来判断有没有污染或是什么污染是不准确的，也就是说：有污染的不一定能闻到气味，闻到气味不一定有污染。室内空气中苯、甲醛等有害气体，即使是轻微超标，都会造成严重的疾病。在装修后的房间里，有的时候，如果你能闻到明显的甲醛或是苯的气味时污染程度已十分严重。但闻不到气味时，也不能说污染不存在。 人一生中约70％的时间是在室内度过的，人均日吸入空气12 立方米，而城市居民每天约70％~90％的时间在各种室内环境中度过。可以想象，室内空气检测对人的健康有多么的重要。美国环境保护局的一项科研成果表明，室内空气的污染程度一般要比室外严重2~5倍，在特殊情况下可达到100 倍。美国国家科学院估计美国每年因室内空气污染造成的医疗费用约150 亿至1000 亿美元。室内空气污染已被归结为危害公共健康的5 类环境因素之一。为了学生、员工及家人的身体健康做一个室内空气检测是必要的。 三、检测依据及标准 1．国家标准《室内空气质量标准》GB/T 18883-2002 ；2．国家标准《公共场所卫生检验方法第2部分：化学污染物》GB/T ；3．国家标准《室内空气质量标准》附录B GB/T 18883-2002 ；4．国家标准《室内空气质量标准》附录C GB/T 18883-2002 。 根据国家标准《室内空气质量标准》GB/T 18883-2002 的规定，室内空气工程验收时，必须进行室内环境污染浓度检测。检测结果应符合下表的规定：
室内定位常用算法概述 一.室内定位目的和意义 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS 技术(如伪卫星等)，无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等)，其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)，以及GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。 由于在室内环境下对于不同的建筑物而言，室内布置，材料结构，建筑物尺度的不同导致了信号的路径损耗很大，与此同时，建筑物的内在结构会引起信号的反射，绕射，折射和散射，形成多径现象，使得接收信号的幅度，相位和到达时间发生变化，造成信号的损失，定位的难度大。虽然室内定位是定位技术的一种，和室外的无线定位技术相比有一定的共性，但是室内环境的复杂性和对定位精度和安全性的特殊要求，使得室内无线定位技术有着不同于普通定位系统的鲜明特点，而且这些特点是户外定位技术所不具备的。因此，两者区域的标识和划分标准是不同的。基于室内定位的诸多特点，室内定位技术和定位算法已成为各国科技工作者研究的热点。如何提高定位精度仍将是今后研究的重点。 二. 室内定位技术的国内外发展趋势 室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很低，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时
服务需求一览表 说明： 1、本服务需求一览表中标注★号的部分为实质性要求和条件。
评标方法 评标细则及评分办法 本项目评标办法采用综合评分办法。 一、评委对投标文件进行资格审查及符合性鉴定。对实质上不响应采购文件要求的投标予以拒绝。 二、评委对通过资格审查及符合性鉴定的投标文件的进行技术及商务评审。具体评审方法如下： 评标标准和办法 1、价格分…………………………………………………………………………………15分 价格分计算公式： 投标人最低投标报价金额 某投标人价格分＝×15分 某投标人投标报价金额 2、技术分…………………………………………………………………………………40分 （本项评分由各评委独立进行评价、打分，不允许讨论。） （1）咨询工作计划方案（此项满分8分） a、总体设计框架方案大纲编写完整详细，符合规范，设计思路清晰。设计框架、需求分析符合项目所在地实际情况，能提供高效优质的本项目系统服务；总体方案设计能够充分满足采购需求，并能与甲方实现按效付费方式（4.1-8分）； b、总体工作方案较为思路清晰、全面，有需求分析（1.1-4分）； c、总体工作方案不全面（0-1分）。 （2）本PPP项目选择社会投资人的基本实施方案(此项满分13分） a、内容全面完整，科学合理，符合项目所在地实际情况，可操作性强（8.1-13分）； b、内容基本完整，基本符合项目所在地实际情况，具可操作性（4.1-8 分）； c、内容不完整（0-4 分）。 （3）对实施本PPP项目工作的难点、重点分析及建议（此项满分6分） a、内容全面完整，科学合理，可操作性强（3.1-6 分）； b、内容基本完整，具可操作性（1-3分）； c、内容不完整（0分）。 （4）项目咨询服务工作保障措施（此项满分3分） a、内容全面完整，科学合理，预见性、可操作性强（2.1-3分）； b、内容基本完整，具可操作性（1-2分）； c、内容不完整（0分）。 （5）响应甲方要求到达工作现场的效率（0-2分，此项满分2分） （6）实施计划安排（此项满分8分） 1）工作计划（满分4分） a、制定详细的工作计划并有保证措施确保项目顺利推进（2.1-4分）； b、方案对于各项进度时间安排和工作措施有较为合理的计划（1.1-2 分）； c、方案中进度细节描述不全面（0-1分）。 2）服务期承诺（满分4分） a、承诺能在90天内完成本项目服务需求内容，提供专业的PPP技术咨询服务（2.1-4分） b、承诺能在120天内完成本项目服务需求内容，提供专业的PPP技术咨询服务（1.1-2 分） c、承诺能在150天内完成本项目服务需求内容，提供专业的PPP技术咨询服务（0-1分） 3、商务分………………………………………………………………………………45分
基于单片机的室内环境监测系统设计 发表时间：2018-08-10T16:04:40.997Z 来源：《科技中国》2018年6期作者：张策闫永纯于水闫兵张秀君[导读] 摘要：随着科学技术与信息技术的飞速发展与不断完善，超远程的实时监控越来越受到关注，尤其在工业生产以及国防建设中起着至关重要的作用。文章介绍了利用单机片、GSM网来实现对室内环境的远程监控，进一步提升人们的生活质量。 摘要：随着科学技术与信息技术的飞速发展与不断完善，超远程的实时监控越来越受到关注，尤其在工业生产以及国防建设中起着至关重要的作用。文章介绍了利用单机片、GSM网来实现对室内环境的远程监控，进一步提升人们的生活质量。 关键词：单片机室内环境监测系统设计引言：随着人们生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也越来越高，在使用煤取暖的过程中经常发生煤气中毒事件，给国家以及人们造成巨大的损失。因此需要进一步完善监控系统，通过GSM网络为远距离传输数据提供必要的媒介，最大程度地保证人们的生命财产安全。 一、系统工程过程与总体结构 现阶段，我们已经进入到信息化时代，在科学科学技术与信息技术迅猛发展的时代背景下，超远程的实时监控系统悄无声息的出现在人们的视野中，以其较大优势与新颖性为当前家庭起居、生活以及出门带来极大的方便与全新的理念，极大了方便了人们日常生活、工作与学习，进一步优化了生活品质。目前，我国已经建立了相对完善的GSM网络，其主要的业务就是进行语音通信，该网络以其独立的优势被广泛应用。通过GSM网络建立一个环境监测网络，每个家庭都需要一个发射机与一个传感器，并将监测到信息及时反馈到监控中心。系统是以住宅为平台，通过计算机网络技术与无线传感器网络技术等，将家电、娱乐设施以及安防系统等各个方面进行远程控制，从而形成现代智能化环境，既可以消除安全隐患，又有利于环境的改善【1】。 本系统的工作过程就是监测到现场的空气污染情况，并根据环境污染程度将这个情况传输到环境监控中心，通过计算机作出相应的分析与评估，并采取针对性措施进行有效防范。这样就建立了一个以监控室为中心和以若干个基本监测点的监测系统。从本质上将，就是将采集到的数据信息，利用现有的GSM网络，将数据信息以短消息的方式发送出去，接受模块将接收到的信息传输到PC机上，从而完成一系列的监控过程。现阶段，由于受到人们理念、生活方式以及经济发展水平等多方面的限制，本系统还无法在全国家庭中应用。从某种意义上将，GSM网络他代表着一种引领未来的趋势，以全新的理念与生活方式冲击着传统生活方式。其具备的所有功能主要是依赖于智能家居控制系统中的家庭网络控制器，将居住地与外部环境相连接，人们不需要出门就可以知外面的世界，突破了地域与实时间的限制【2】。 二、数据采集部分 GSM网络的段消息业务应用十分广泛，利用GSM手机短信模块，将现场采集到的新信息发送到监控室。本系统总共划分为数据采集模块、单机片控制模块与发射、接受以及监控模块。该部分有传感器、模数转换、单片机系统构成的，其中无线传感器主要依赖与无线传感器网络技术，无线传感器网络技术一门综合性比较强的学科，也就是说在具体应用中，无线传感器网络技术会涉及到多方面专业知识与专业技能，对技术人员与操作人员的专业能力与综合素养具有极高要求。无线传感器网络利用互联网技术，设置多个无线传感器网络实现应用功能的底层核心，无线传感器网络设计在系统集成之前需要经过准确验证，也就是说网络系统在投入使用前需要经过严格的认证与试验，以保证无线传感器网络设计符合相关功能要求与性能要求。从本质上讲传感器的主要作用就是感知CO的存在，根据CO浓度的不同输出不同的信号。此外，验证方法包括形式化验证与协调模拟，无线传感器网络设计过程包括很多环节，通过无线方式来准确采集环境中所需要的参数，接受监控中心发出的命令，从而将这些数据信息传输到处理器，这就是模数转换器的作用，将传感器输送来的模拟信号转换成数字信号，再转换成相应信号发送到单片机进行处理【3】。 三、传输部分 传输部分主要是将已经采集到的数据信息通过无线发射模块发送出去，这个过程需要解决单片机与发射模块之间的电平转换问题，还包括二者的通信问题。 单片机与发射模块之间的电平转换是GSM网络设计的关键环节，在一定程度上直接影响着远程控制模块的安全性与稳定性。不像传统设计，一旦任何系统模块出现问题都不会导致整个设计重新进行，节省了设计成本，提高设计的准确度与科学性。在远程控制设计过程中，在目标系统投入生产之前，对整个系统设计进行模拟分析，以此保证单片机与发射模块之间的电平转换设计的准确性，一旦发现任何错误可以及时修正。实现与监测系统无线联络的对接，比如升温、降温、制冷以及开机等功能。此外，对整个远程监测控制系统设计过程进行实时跟踪与监督，对串口的控制要通过对串行口控制寄存器SCON与功率控制寄存器PCON设置来实现，及时发现潜在错误，并采取相应的防范措施，从而保证远程控制系统整体运行的稳定性与安全性。 四、计算机监控 WA VEOM是我们所采用的发射装置，它内部有个GSM MODEM部件，这个发射模块可以准确地发送和接受所有短信息，主要应用在远程监控领域中。在本系统中主要是利用GSM网络资源，结合单片机控制与PC机控制，实现对室内环境的远程监控。以GSM网络为基础，可以进行全方位与多层次的信息交互操作，进而保持家庭外部信息交流通常，即使不出家门也知道外面发生的事件，并通过获取外部信息来满足自己的多样化需求。我们采用合理的编写程序来与监控界面有效衔接，主要作用就是将接受模块接受到的数据信息通过COM1或者COM2端口接入到计算机中，然后，通过相关程度的运算，将数据信息转换成我们在PC屏幕上所显示出来的画面。这里所说的接受模块数据输出接口与计算机的COM1或者COM2端口都必须要符合云通信的相应协议，也就是说在很大程度上它们不需要接口转换电路就可以实现物力连接【5】。 最后，本系统只需要整个系统输入发生变化的元件，根据元件信息进行精准计算、模拟，可以最大程度地保证结果的准确性与真实性，不像传统的设计程序，需要经过复杂的计算流程。TPS-333感稳传感器可以检测出燃烧程度以及放热造成周围环境的变化，通过简单、快捷的计算与模拟方式，大大提高系统运行效率，节省大量人力与物力，在处理速度上具有绝对优势。而且通过改造的事件，本系统可以对模块之外的信息进行适当的接收与处理，扩展处理范围与对象。这个系统会接受新的事件，并根据事件发生的先后顺序将其插入到相应的位置中。事件队列会不断的被替换、更新以及删除，整个过程是的不断发展变化的，是一个动态模拟过程。同时，门上可以安装门磁传感器，用户不在家外出时，一旦门的开关发生异常现象或者其他变化时，远程控制系统就会发出相应信号，最大程度的保护用户的生命财产安全。
室内定位技术方案综述及应用前景展望分析研究报告
现代人智能手机里的GPS导航地图愈发不可缺少，但仅仅支持室外定位，当你进到室内，由于导航信号衰减太快，卫星定位根本无法使用。就算使用了现在的AGPS 辅助全球卫星定位系统，国内最热的两款热门地图如百度地图和高德地图的定位缺点依然很明显，精度只能够达到民用的10m级别，而且在AP地址位置发生变化时也容易出错。而我们下面要说的室内定位技术对精度的要求更高，需要米级1m的定位精度，并能够判断楼层，我们用什么技术可以实现呢？ 传统GPS工作原理图
AGPS辅助定位工作原理 室内定位技术的应用前景 室内定位技术在定位搜救、公共安全、商业等方面有非常良好的应用前景，我们可以想象一些比较常见的应用场景：比如在大型商场里面借助室内导航快速找到出口、电梯；家长用来跟踪小孩的位置避免小孩在超市中走丢；房屋根据你的位置打开或关闭电灯；重要的随身物品丢了，当自己走出几米远时手机就发出提醒；商店根据用户的具体位置向用户推送更多关于商品的介绍等等。这种技术已经吸引了一波国内外创新的高潮，各种基于此技术的应用将出现在我们的面前，其规模和影响绝不会亚于GPS。这一切都标志着发展室内定位技术有着广阔的应用前景。 室内定位技术工作原理 全球行业内大咖们的解决方案 如今谷歌、微软、苹果、XX等在内的一些科技巨头，还有一些世界有名的大学都在研究室内定位技术，首先来看看科技巨头公司和各大学的室内定位技术解决方案： ①谷歌方案
谷歌手机地图6.0版的时候已经在一些地区加入了室内导航功能，此方案主要依靠GPS（室内一般也能搜索到2～3颗卫星）、WiFi信号、手机基站以及根据一些“盲点”，如室内无GPS、Wi-Fi或基站信号的地方的具体位置完成室内的定位。目前此方案的精度还不是很满意，所以谷歌后来又发布了一个叫“GoogleMapsFloorPlanMarker”的手机应用，号召用户按照一定的步骤来提高室内导航的精度。 谷歌一直在努力解决两个问题：获取更多的建筑平面图；提高室内导航的精度。建筑平面图是室内导航的基础，就如同GPS车用导航需要电子导航地图一样。谷歌目前想通过“众包”的方式解决数据源的问题，就是鼓励用户上传建筑平面图。另外，用户在使用谷歌的室内导航时，谷歌会收集一些GPS、Wi-Fi、基站等信息，通过服务器进行处理分析之后为用户提供更准确的定位服务。 谷歌6.0地图室内和室外导航对比图
基于RSSI的室内定位算法研究 摘要:近年来，随着无线网络的迅速发展，室内定位技术在诸多领域中得到了广泛应用，成为重要的研究对象之一。室内定位技术的核心要素是定位算法。优秀的定位算法，可以有效地降低无线信道的影响，并利用较少的网络资源获取较高的定位精度。论文在研究了基于RSSI测距的无线定位算法后，重点研究了基于泰勒级数展开的RSSI测距定位算法，针对传统算法的缺点提出了改进方案。 关键词：室内定位 RSSI 泰勒级数 1.引言 现代社会，基于信息技术的发展，导航、定位等信息在人们纷繁庞杂的信息要求中，占据了越来越大的比重。比如航海、军事、智能公交、煤矿等领域均要求室外或者室内导航定位技术。进入二十一世纪以来，由于传统局域网己经不能满足人们的需求，加上无线网络的组网成本大幅下降，无线网络呈现出蓬勃发展的趋势，而人们在使用的同时也越来越不满足于现状，开始对其有了更多更深层次的要求。 目前,世界上正在运行的卫星导航定位系统主要是美国的全球定位系统(Global Positioning System GPS) ，但GPS这种定位方法是在室外使用得较多的定位方法，它不适用于室内。针对GPS的室内定位精确度偏低、成本较高等缺点，具备低成本、较高定位精度的诸多室内定位技术便应运而生，并在诸多领域正越来越发挥着重要的作用。例如:煤矿企业要实现对井下作业人员的实时跟踪与定位、方便企业对员工的管理与调度，要用到室内定位技术，营救被困人员，室内定位技术可以提供被困人员位置信息，为营救节省大量的时间;在超市等购物中心，室内定位技术可以实现对商品定位、消费者定位、广告发布、地图导航等功能。所以若能实现低成本且高精度的室内定位系统，具有非常重要的现实意义。 未来的发展趋势是室内定位技术与卫星导航技术和通信技术有机结合，发挥各项技术自身的优点，不仅可以提供较高的定位精度和响应速度，还可以覆盖较广的范围，真正实现无缝的、精确的定位。 2 室内定位方法简介 所谓室内定位技术是指在室内环境下确定某一时刻接收终端在某种参考系中的位置。在室内环境下，大多采用无线局域网来估计接收终端的位置。一般典型的无线局域网架构中接入点（AP,Acess Point）类似于无线通信网络中的基站，大部分无线局域网都使用RF（Radio Frequency）射频信号来进行通信，因为无线电波可穿越大部分的室内墙壁或其它障碍物，已提供更大的覆盖范围。常见的室内定位方法有： (1) ZigBee定位技术ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗、低成本及网络扩展性强的无线网络技术，它的信号传播距离介于射频识别和蓝牙之间，工作频段有三个——2.4GHz (ISM国际免费频段)和858/91 SMHz，除了可以应用于室内定位，还可以应用于智能
服务需求一览表 项目说明： 1、投标人应在控制金额允许范围内尽量提供优质、高品质服务。 2、★号条款（如有）为必须满足条款，否则将视为非实质性响应招标文件要求。 3、#号条款（如有）为重要条款，不满足将视为存在较大偏离。
项目名称：0261955044内涵发展-公共教室多媒体设备托管服务项目 一、项目背景 首都师范大学的教学信息化设备系统规模庞大、技术门类复杂，包含计算机网络、多媒体录播室和其他教学设备等多个弱电子系统。教学信息化设备系统为教学与考试提供重要的信息化支撑，系统的安全与稳定运行是学校正常开展教学任务的关键所在。本次招标采购内容包括日常教学保障服务、重要活动保障服务、教学信息化设备软硬件和网络设施维修维护服务四个主要部分。 二、项目需求书 （一）托管运维服务范围 主校区托管服务范围： 主校区总计托管235间，具体分布为：多媒体教室196间、机房6间，视频 良乡校区总计托管69间，具体分布为：多媒体教室61间，机房6间及视频
托管设备范围：托管区域内的所有多媒体设备，包括摄像机、录播机、投影机、计算机、交换机、服务器、功放、展台、音响设备、话筒、电话、投影幕、多媒体控制柜以及多媒体设备之间连线及网线等； 主要设备清单 1、项目执行周期： 2019年7月1日-2020年6月30日； 2、报价说明：投标报价包括人工工资、办公用品、通讯、投影机灯泡、中控连接线、电脑耗材、各种设备零配件的更换与维修、日常清洗、光学除尘、备用设备、查毒软件等。 3、提供服务时间：每天7:30—22:00。个别需延长工作时间的，或国家法定节假日（周六、周日除外）确需加班，由甲方提前通知乙方，乙方应免费为甲方提供加班服务。 4、验收标准;按服务需求，逐条进行验收。 （二）托管运维服务任务和目标 1、日常教学保障 组建10-12名驻校工程师技术支持团队，每日对软硬件设备、网络链路巡检、维护，对教学家具、教具、耗材进行整备，提供随叫随到、做到10分钟内回复，30分钟内到场、2-4个小时内解决问题的服务，以保证教学活动正常进行。其他服务标准详见附件二。 2、重大活动保障
婴儿房间室内环境智能监控系统 作品材料 室内环境是人的一生中接触时间最长、关系最为密切的环境。室内环境的质量关系到每一个人的生活质量及健康。尤其是婴儿房间环境尤为重要，良好的婴儿房间环境为婴幼儿的健康成长提供保障；目前大多数家庭还是主要依托家人看守着孩子时观察房间环境变化，做及时相应的处置措施，这就形成了父母正常工作、休息等的不便。为此本文以微处理器为中心，分离外围电路检测婴儿房间实时环境状态，并且按照设定的状态做响应的控制处理。 本次设计的是一个婴儿房间室内环境智能监控系统，该系统可以让人们能够在室内生活更舒适，更放心。设计主要由硬件和软件两部分组成。硬件部分采用高性能51系列单片机STC15F2K60S2，外加键盘电路，液晶显示电路，环境中的温度、湿度、光照、有害气体检测电路，数据A/D转换电路以及系统的控制输出电路。通过系统的程序，软件部分主要完成以下几种功能：系统实时检测房间进入人数，并统计保存、实时键盘扫描子程序，检测通过键盘设定和修改系统状态初始值；系统定时采集房间环境中的温度、湿度、光照、有害气体含量的数据，实时显示在液晶屏上，通过软件中的数据比较程序，将采集回来的数据与设定数据相比较并能判断出数据是否正常，从而系统会采取相应的措施和报警；通过显示子程序，系统可以将数据、时间以及报警等信息显示出来。该系统的设计具有控制装置简单，成本低，易于实现等特点。 1.系统总体设计思路：
2.软件主流程图： 3.电路模块： 1、电源电路模块：LM2596系列是德州仪器（TI ）生产的3A 电流输出降压开关型集成稳压芯片，它内含固定频率振荡器（150KHZ ）和基准稳压器（1.23v ）， 器件便可构成高效稳压电路。提供的有：3.3V 、5V 、12V 及可调（-ADJ ）等多个
金隆小学学生食堂建设工程项目工程 室内环境检验方案 （室内环境检测） 目录 1、项目简介 2、检测目的 3、检测方法依据
4、布点方案 5、采样准备 6、检测设备 7、检测标准 8、出具检测报告
1、项目简介 工程概况： 建设单位：广州市南沙区教育局 监理单位：广州市穗芳建设咨询监理有限公司 设计单位：广州大学建筑设计研究院 项目名称：金隆小学学生食堂建设工程 施工单位：广州市花都第一建筑工程有限公司 质量监督站：广州市南沙区建设工程质量安全监督站 结构类型：框架 层数：1层 室内环境空气质量检测主要检测民用建筑工程所用建筑材料和装修材料产生的污染物对室内空气污染。民用建筑工程分为两大类：Ⅰ类民用建筑工程：住宅、老年建筑、幼儿园、学校教室、医院；Ⅱ类民用建筑工程：办公楼、旅店、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育馆等。GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中规定，民用建筑在建筑和装修完毕7天后，进行五项污染物：苯、氨、甲醛、氡气和总挥发性有机物（TVOC）的浓度检测。并规定各自限量如下表。 表1 民用建筑工程室内环境污染物浓度限量 污染物Ⅰ类民用建筑工程Ⅱ类民用建筑工程 氡(Bq/m3) ≤200 ≤400 甲醛(mg/m3) ≤0.08 ≤0.1 苯(mg/m3) ≤0.09 ≤0.09 氨(mg/m3) ≤0.2 ≤0.2 TVOC(mg/m3) ≤0.5 ≤0.6 注：表中污染物浓度限量，除氡外均应以同步测定的室外上风向空气相应值为空白值 2、检测目的 工程在装修完工验收时，需进行空气中污染物浓度的检测，以确定该工程空气质量是否合格。 3、检测方法依据 本次空气质量检测的主要依据及标准为： 中华人民共和国国家标准GB 50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》
毕业设计（论文）任务书 城南学院自动化（工业自动化）专业班题目室内环境参数监测系统设计 任务起止日期： 2013年 3 月 17 日～ 2013年 6 月 20 日 学生姓名奎文俊学号 201097250207 指导教师王玉凤 教研室主任年月日审查 院长年月日批准
一、毕业设计（论文）任务
注：1. 此任务书由指导教师填写。如不够填写，可另加页。 2. 此任务书最迟必须在毕业设计（论文）开始前一周下达给学生。 3. 此任务书可从教务处网页表格下载区下载
二、毕业设计（论文）工作进度计划表 注：1. 此表由指导教师填写； 2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据； 3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。
三、学生完成毕业设计（论文）阶段任务情况检查表 注：1. 此表应由指导教师认真填写。阶段分布由各学院自行决定。 2. “组织纪律”一档应按《长沙理工大学学生学籍管理实施办法》精神，根据学生具体执行情况，如实填写。 3. “完成任务情况”一档应按学生是否按进度保质保量完成任务的情况填写。包括优点，存在的问题与建议 4. 对违纪和不能按时完成任务者，指导教师可根据情节轻重对该生提出忠告并督促其完成。
四、学生毕业设计（论文）装袋要求： 1. 毕业设计（论文）按以下排列顺序印刷与装订成一本（撰写规范见教务处网页）。 (1) 封面 (2) 扉页 (3) 毕业设计（论文）任务书 (4) 中文摘要 (5) 英文摘要 (6) 目录 (7) 正文 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录（公式的推演、图表、程序等）(11) 附件1：开题报告（文献综述） (12) 附件2：译文及原文影印件 2. 需单独装订的图纸（设计类）按顺序装订成一本。 3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。 4.《毕业设计(论文)成绩评定册》一份。 5．论文电子文档[由各学院收集保存]。 学生送交全部文件日期 学生（签名） 指导教师验收（签名）
I n t e l西安办公室装修工程 室内环境检测方案 ISG 2012年9月11日
一、工程简介 我单位对位于西安市的Intel 西安办公室装修工程进行空气质量检测。该项目属Ⅱ类民用建筑，按规范及协议要求，装修检测项目为：甲醛、苯、甲苯、二甲苯、氨、TVOC 六项指标。 二、检测依据及标准 1．国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010 2．国家标准《公共场所空气中甲醛测定方法》GB/T18204.26-2000； 3．国家标准《公共场所空气中氨的测定方法》GB/T18204.25-2000 根据国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010的规定，民用建筑工程验收时，必须进行室内环境污染浓度检测。检测结果应符合下表的规定： 民用建筑工程室内环境污染物浓度限量 按照《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325—2010的有关规定，民用建筑工程根据室内环境污染的不同要求划分为两类： I类民用建筑工程：住宅、医院、老年建筑、幼儿园、学校教室等民用建筑工程； II类民用建筑工程：办公楼、商店、旅馆、文化娱乐场所、书店、图书馆、展览馆、体育馆、公共交通等候室、餐厅、理发店等到民用建筑工程。 该工程为办公楼性质，按上述分类方法属于II类民用建筑工程。 三、检测前的准备工作 1、检测前需与委托方签定合同，合同内容要明确：检测项目、检测方法、检测数量、检测日期、地点及特殊要求等。 2、检测前，委托方应提供以下资料及条件： 2.1工程建筑平面图； 2.2检测所需电源、水；
2.3安排人员协助现场采样工作。 3、为防止现场检测过程中停电，检测前检测仪器备用电源应作好充电工作。 4、民用建筑工程及室内装修工程的室内环境空气质量检测，应在工程完工至少7天以后、工程交付使用前进行，检测时应在门窗封闭1小时后进行测试。 5、为了检测工作的顺利进行，委托方应安排专人配合检测工作的顺利实施。 四、检测数量 1、根据国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB50325-2010中规定，民用建筑工程验收时，应抽检有代表性的房间室内环境污染物浓度，抽检数量不得少于房间总数的5%，并不得少于3间，房间总数少于3间时应全数检测。 2、民用建筑工程验收时，室内环境污染物浓度检测点应按房间面积设置： 室内环境污染物浓度检测点数设置 3、根据该项目的设计图纸，结合国家标准，本次检测项目抽检 5 个检测点，检测点的具体分布如附件图纸： 五、检测仪器设备、检测标准 2、基本原理和检测标准 2.1 甲醛：酚试剂分光光度法紫外分光光度计UV-2100 GB/T18204.26-2000 《公共场所空气中甲醛测定方法》 2.2 氨：靛酚蓝分光光度法紫外分光光度计UV-2100
………………………………菏泽市公共资源市场化配置……………………………… 项目 询价通知书 （服务类） 项目编号： 采购人：（公章） 采购代理机构：（公章） 日期：二〇一五年月日
项目名称： 使用说明 一、《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》用相同序号标示的章、条、款、项、目，供采购人和供应商使用；以空格或者括号标示的为采购人填写或者选择的内容，采购人应根据采购项目具体特点和实际需要具体化，确实没有需要填写的，在空格中用“／”标示。 二、《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》第一章“政府采购计划编号”统一使用财政部门确定的编号。“供应商资格要求”中采购人根据采购项目具体特点、实际需要选择和设臵资格条件，但不得将带有倾向性、排他性等不合理限制条件设臵为供应商资格条件。国务院有关部门对资格要求有规定的，从其规定。 三、采购人按照《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》第一章的格式发布询价公告后，将实际发布的询价公告编入出售的询价通知书，作为询价邀请。 四、《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》第二章“供应商须知”中“□√”标示选择使用该项，“□”标示不选择使用该项。“供应商应当提交的资格、资信证明文件”中，采购人根据采购项目具体特点和实际需要选择并增减。国务院有关部门对资格、资信等有规定的，从其规定。 五、《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》第三章“评审办法”制定了比照最低评标价法，供采购人根据项目具体特点和实际需要使用。 六、《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》第六章“项目技术和商务要求”由采购人根据采购项目具体特点和实际需要编写。“项目技术和商务要求”中的各项技术标准应符合国家强制性标准，不得要求或者标明某特定的专利、商标、名称、设计、原产地或生产供应商，不得含有倾向性或者排斥潜在供应商的其他内容。 七、《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》为2015年版，将根据实际执行过程中出现的问题及时进行修改。各使用单位或者个人对《菏泽市政府采购询价通知书范本（服务类）》的修改和建议，可向菏泽市政府采购管理办公室反映。
室内定位几种算法概述 一.室内定位目的和意义 随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。因此，专家学者提出了许多室内定位技术解决方案，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS技术(如伪卫星等)，无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等)，其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)，以及GNSS 和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。 由于在室内环境下对于不同的建筑物而言，室内布置，材料结构，建筑物尺度的不同导致了信号的路径损耗很大，与此同时，建筑物的内在结构会引起信号的反射，绕射，折射和散射，形成多径现象，使得接收信号的幅度，相位和到达时间发生变化，造成信号的损失，定位的难度大。虽然室内定位是定位技术的一种，和室外的无线定位技术相比有一定的共性，但是室内环境的复杂性和对定位精度和安全性的特殊要求，使得室内无线定位技术有着不同于普通定位系统的鲜明特点，而且这些特点是户外定位技术所不具备的。因此，两者区域的标识和划分标准是不同的。基于室内定位的诸多特点，室内定位技术和定位算法已成为各国科技工作者研究的热点。如何提高定位精度仍将是今后研究的重点。 二.室内定位技术的国内外发展趋势 室内GPS定位技术 GPS是目前应用最为广泛的定位技术。当GPS接收机在室内工作时，由于信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度也很低，要想达到室外一样直接从卫星广播中提取导航数据和时间信息是不可能的。为了得到较高的信号灵敏度，就需要延长在每个码延迟上的停留时间，A-GPS技术为这个问题的解决提供了可能性[7]。室内GPS技术采用大量的相关器并行地搜索可能的延迟码，同时也有助于实现快速定位。 利用GPS进行定位的优势是卫星有效覆盖范围大，且定位导航信号免费。缺点是定位信号到达地面时较弱，不能穿透建筑物，而且定位器终端的成本较高。 室内无线定位技术 随着无线通信技术的发展，新兴的无线网络技术，例如WiFi、ZigBee、蓝牙和超宽带等，在办公室、家庭、工厂等得到了广泛应用。 ——红外线室内定位技术。红外线室内定位技术定位的原理是，红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。虽然红外线具有相对较高的室内定位精度，但是由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播。直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。当标识放在口袋里或者有墙壁及其他遮挡时就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，造价较高。因此，红外线只适合短距离传播，而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰，在精确定位上有局限性。 ——超声波定位技术。超声波测距主要采用反射式测距法，通过三角定位等算法确定物体的位置，即发射超声波并接收由被测物产生的回波，根据回波与发射波的时间差计算出待测距离，有的则采用单向测距法。超声波定位系统可由若干个应答器和一个主测距器组成，主测距器放置在被测物体上，在微机指令信号的作用下向位置固定的应答器发射同频率的无线电信号，应答器在收到无线电信号后同时向主测距器发射超声波信号，得到主测距器与各个应答器之间的距离。当同时有3个或3个以上不在同一直线上的应答器做出回应时，可以根据相关计算确定出被测物体所在的二维坐标系下的位置。超声波定位整体定位精度较高，结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。 ——蓝牙技术。蓝牙技术通过测量信号强度进行定位。这是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点，把网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网