基于Bluetooth和TOA定位算法的圖書館導(dǎo)航系統(tǒng)
我們把用戶便攜設(shè)備(手機(jī))接收到的信號(hào)強(qiáng)度值與它到該藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射點(diǎn)的距離擬合為三個(gè)線性的函數(shù),信號(hào)強(qiáng)度與距離的函數(shù)關(guān)系為:
距離在[0,3]m時(shí):Bi=257.323 1*di-1.028 8即di=(1.028 8+Bi)/257.323 1;
距離在[3,6]m時(shí):Bj=255.192 6*dj-0.5045即dj=(0.504 5+Bj)/255.192 6;
距離在[6,9]m時(shí):Bk=270.625 6*dk-3.083 3即dk=(3.083 3+Bk)/270.625 6;
此時(shí),設(shè)用戶手機(jī)終端(M)位置為(x,y),藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射點(diǎn)BSi,BSj,BSk的坐標(biāo)分別為(xi,yi),(xj,yj),(xk,yk),用戶從M到BSi,BSj,BSk的距離為:di,dj,dk,則下式成立:
每次定位用戶手機(jī)終端從搜索到的有效藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射點(diǎn)中每10 s從隊(duì)列中選取最多6個(gè)點(diǎn)并且三三組合測(cè)試信號(hào)強(qiáng)度。之后分別利用上述算法估算出用戶所在位置,最后從得到的20個(gè)點(diǎn)中計(jì)算中心位置作為當(dāng)前用戶位置。如果搜索到的有效藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射點(diǎn)小于3個(gè)則休眠半分鐘后繼續(xù)尋找,直到找到為止。如果測(cè)試得到的信號(hào)強(qiáng)度值不在230~270之間,系統(tǒng)則會(huì)重新測(cè)試其信號(hào)強(qiáng)度,如果仍然沒(méi)有得到正確結(jié)果系統(tǒng)會(huì)暫時(shí)拋棄這個(gè)藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射點(diǎn),搜索其他有效藍(lán)牙信號(hào)發(fā)射點(diǎn)進(jìn)行定位。
3.2 尋路原理
尋路時(shí)使用啟發(fā)式廣度優(yōu)先搜索算法。在盲目廣度搜索算法中,人所在的每一個(gè)可行位置都可以有4個(gè)方向可以行走(前、后、左、右),向任意一個(gè)方向行走后如果沒(méi)有遇到障礙,則將新的狀態(tài)裝在一個(gè)隊(duì)列里,然后每次再?gòu)年?duì)列里取出一個(gè)新的狀態(tài)來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展,直到走到要找的書那里(終點(diǎn))。人走的每一個(gè)新節(jié)點(diǎn)都要記錄下來(lái)上一個(gè)節(jié)點(diǎn)的編號(hào),最后經(jīng)過(guò)回溯找到從起點(diǎn)到終點(diǎn)的路徑。用一個(gè)自定義的結(jié)構(gòu)體Queue來(lái)記錄節(jié)點(diǎn)。
在找出路徑后,將其記錄在類的一個(gè)私有列表成員ListPath>TLP中,其中Path為自定義的結(jié)構(gòu)體,記錄路徑上的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)。
4 結(jié) 語(yǔ)
通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)和定位導(dǎo)航技術(shù)相給合,實(shí)現(xiàn)了圖書館書籍定位導(dǎo)航系統(tǒng)。本文論述了書籍定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì),研究了改進(jìn)的TOA定位算法在藍(lán)牙定位中的應(yīng)用。研制的系統(tǒng)極大地縮短了在圖書館查找圖書的時(shí)間,方便了人們的生活,并且本系統(tǒng)在室內(nèi)定位的實(shí)際應(yīng)用中仍不斷的改進(jìn),還可以做出各種改進(jìn)以適應(yīng)更多的具體應(yīng)用,如在博物館、展會(huì)等地方,實(shí)踐證明本文給出的圖書館書籍定位導(dǎo)航系統(tǒng)具有廣闊的應(yīng)用前景。
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