蓝牙定位的物体位置系统(附件)【字数：13006】
摘 要摘 要由于云计算、无线传感网络和Internet的快速发展，基于位置信息的服务也呈现出了爆发式的快速发展，这其中，通过移动设备（不局限于手机）的定位已经成为了关键。在室外环境中，移动设备的位置信息可以通过全球定位系统，包括美国的GPS(Global Positioning Systen)、中国的北斗定位系统BDS（BeiDdou Navigation Satellite System）、或者来自俄罗斯的GLONASS（Global Navigation Satellite System）来获取。但是在短距离环境中，由于受到墙壁和其他建筑结构或复杂环境状态的影响，全球定位系统将不能满足定位精度的要求甚至不能定位，所以如何快速且精确的进行短距离定位成为了定位系统新的需求。iBeacon是通过使用低功耗蓝牙技术（Bluetooth Low Energy，也就是通常所说的Bluetooth 4.0或者Bluetooth Smart），iBeacon基站可以创建一个信号区域，当设备进入该区域时，相应的应用程序便会提示用户是否需要接入这个信号网络。通过能够放置在任何物体中的小型无线传感器和低功耗蓝牙技术，用户便能使用iPhone或安卓手机来传输数据。我们可以通过算法得出设备所在的精确位置。关键词iBeacon；低功耗蓝牙；定位系统；
Key words: iBeacon;BLE ; Positioning System; 目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 研究现状 1
1.3 研究意义 2
1.4 论文的结构 2
第二章 IBEACON 4
2.1 简介 4
2.1.1 IBEACON模块的参数 4
2.1.2 IBEACON的工作原理 4
2.1.3 IBEACON的使用 6
2.2 蓝牙协议接口（内置PROFILE） 6
2.3服务数据通道详细说明及数据范围 6
第三章 环境及相关技术简介 8
3.1 Android平台 8
3.2 开发环境 9
3.2.1 JDK 9
3.2.2 A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
ndroid SDK 9
3.3 开发环境搭建 9
第四章 IBEACON短距离定位系统简介 13
4.1 iBeacon短距离定位系统 13
4.1.1 iBeacon短距离定位系统的硬件系统 13
4.1.2 iBeacon短距离定位系统的软件系统 13
4.2 开发模式选择 14
4.3 坐标系统选择 14
4.4 iBeacon短距离定位软件 16
4.4.1 浏览系统 16
4.4.2 解析系统 16
第五章 系统设计与实现 18
5.1 软件核心类设计 18
5.1.1 iBeacon类（IBeacon Class） 18
5.1.2 坐标系（XYTrace View） 20
5.2 软件功能设计 21
5.2.1 判断蓝牙是否开启 21
5.2.2 设置 21
5.2.3 刷新 21
5.2.4 三边测量法 21
5.3 硬件功能设计 23
5.4 软件功能设计 24
5.4.1 创建蓝牙连接 24
5.4.2 实现蓝牙连接 27
5.5 软件测试 34
第六章 系统优化思路 37
结束语 38
致 谢 39
第一章 绪论
1.1 课题背景
最近几年以来，各类定位技术及其相关系统的发展非常迅速。其中最广为人知的是GPS定位系统[4]，也就是全球定位系统。GPS定位系统的基本原理是测出用户移动设备到卫星的距离，通过多颗卫星的数据综合解析得到移动设备的具体位置。其最高的定位精度可以达到5m（民用系统的一般10m）。除此之外，定位技术还有通过GSM/CDMA等电信网络的终端基站提供位置服务，通过对多基站定向信号的识别及交叉叠加的覆盖区域对位置进行确定。在我们日常生活中，手机定位通常是这两种定位方法的结合。但由于GPS自身系统的精度不够，基站的定位发誓受制于基站的覆盖范围，切都容易受地形或建筑物的影响使定位信号大大衰减达不到短距离定位精度的需求。同时智能手机的普及也加速了人们对短距离导航的需求。因此许多科技巨头和大学都在研究短距离定位技术，短距离定位技术也蓬勃发展起来。
1.2 研究现状
短距离定位[5]主要有两种方向：一种是广域短距离定位技术，另一种是局域短距离定位技术。最出名的广域短距离定位技术有TCOFDM、Locata 和高通公司的方案，它们都是通过广域网来实现的；局域短距离定位的代表则有蓝牙、wifi、zigbee等等。它们都是在局域网中实现定位的功能的。广域短距离定位技术由于需要对设备的模块和基站进行改造，因而存在成本高昂，周期较长的问题。反之，短距离定位因其较短的周期和较低的成本成为了大部分开发商首选的方案。
局域网短距离定位技术主要有以下几种：
主推蓝牙定位的诺基亚，它有一套较为精准的蓝牙定位系统，这套蓝牙系统通过部署的基站和设备中的蓝牙模块并运用三角定位算法可以精确的测量出物体的位置，最高可以达到亚米级定位精度。但是因为蓝牙基站十分不普及从而导致了这套定位系统的高成本，所以这套定位系统的知名度并不高。
Ubisense是一家主推超宽带定位技术[5]的公司，他通过采用超宽带脉冲信号到多个传感器里，然后通过TDOA和AOA定位算法分析物体的位置。它的优点也很明显，就是多径分辨能力强、定位精度可高至亚米级。但是因为超宽带技术并不能支持大范围覆盖，而且手机也不支持这项技术，所以这项技术的成本是相当高的。
超声波定位[5]的应用实例是在店铺安装超声波信号盒，能够被手机麦克风检测到，从而实现定位。
由于WIFI网络的持续发展，WIFI定位技术也越来越普及。WIFI定位的精度能够达到米级，主要用于一些专业行业领域，如医院、矿井、石油行业等。由于WIFI设备大量进军市场，许多wifi定位的应用应运而生。随着市场对短距离定位需求的增加，google 也在谷歌地图上加入了WIFI定位这项功能，国内的百度、高德等公司看到了这项技术的前景也开始加快了对WIFI定位的研发。
Key words: iBeacon;BLE ; Positioning System; 目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 研究现状 1
1.3 研究意义 2
1.4 论文的结构 2
第二章 IBEACON 4
2.1 简介 4
2.1.1 IBEACON模块的参数 4
2.1.2 IBEACON的工作原理 4
2.1.3 IBEACON的使用 6
2.2 蓝牙协议接口（内置PROFILE） 6
2.3服务数据通道详细说明及数据范围 6
第三章 环境及相关技术简介 8
3.1 Android平台 8
3.2 开发环境 9
3.2.1 JDK 9
3.2.2 A *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
ndroid SDK 9
3.3 开发环境搭建 9
第四章 IBEACON短距离定位系统简介 13
4.1 iBeacon短距离定位系统 13
4.1.1 iBeacon短距离定位系统的硬件系统 13
4.1.2 iBeacon短距离定位系统的软件系统 13
4.2 开发模式选择 14
4.3 坐标系统选择 14
4.4 iBeacon短距离定位软件 16
4.4.1 浏览系统 16
4.4.2 解析系统 16
第五章 系统设计与实现 18
5.1 软件核心类设计 18
5.1.1 iBeacon类（IBeacon Class） 18
5.1.2 坐标系（XYTrace View） 20
5.2 软件功能设计 21
5.2.1 判断蓝牙是否开启 21
5.2.2 设置 21
5.2.3 刷新 21
5.2.4 三边测量法 21
5.3 硬件功能设计 23
5.4 软件功能设计 24
5.4.1 创建蓝牙连接 24
5.4.2 实现蓝牙连接 27
5.5 软件测试 34
第六章 系统优化思路 37
结束语 38
致 谢 39
第一章 绪论
1.1 课题背景
最近几年以来，各类定位技术及其相关系统的发展非常迅速。其中最广为人知的是GPS定位系统[4]，也就是全球定位系统。GPS定位系统的基本原理是测出用户移动设备到卫星的距离，通过多颗卫星的数据综合解析得到移动设备的具体位置。其最高的定位精度可以达到5m（民用系统的一般10m）。除此之外，定位技术还有通过GSM/CDMA等电信网络的终端基站提供位置服务，通过对多基站定向信号的识别及交叉叠加的覆盖区域对位置进行确定。在我们日常生活中，手机定位通常是这两种定位方法的结合。但由于GPS自身系统的精度不够，基站的定位发誓受制于基站的覆盖范围，切都容易受地形或建筑物的影响使定位信号大大衰减达不到短距离定位精度的需求。同时智能手机的普及也加速了人们对短距离导航的需求。因此许多科技巨头和大学都在研究短距离定位技术，短距离定位技术也蓬勃发展起来。
1.2 研究现状
短距离定位[5]主要有两种方向：一种是广域短距离定位技术，另一种是局域短距离定位技术。最出名的广域短距离定位技术有TCOFDM、Locata 和高通公司的方案，它们都是通过广域网来实现的；局域短距离定位的代表则有蓝牙、wifi、zigbee等等。它们都是在局域网中实现定位的功能的。广域短距离定位技术由于需要对设备的模块和基站进行改造，因而存在成本高昂，周期较长的问题。反之，短距离定位因其较短的周期和较低的成本成为了大部分开发商首选的方案。
局域网短距离定位技术主要有以下几种：
主推蓝牙定位的诺基亚，它有一套较为精准的蓝牙定位系统，这套蓝牙系统通过部署的基站和设备中的蓝牙模块并运用三角定位算法可以精确的测量出物体的位置，最高可以达到亚米级定位精度。但是因为蓝牙基站十分不普及从而导致了这套定位系统的高成本，所以这套定位系统的知名度并不高。
Ubisense是一家主推超宽带定位技术[5]的公司，他通过采用超宽带脉冲信号到多个传感器里，然后通过TDOA和AOA定位算法分析物体的位置。它的优点也很明显，就是多径分辨能力强、定位精度可高至亚米级。但是因为超宽带技术并不能支持大范围覆盖，而且手机也不支持这项技术，所以这项技术的成本是相当高的。
超声波定位[5]的应用实例是在店铺安装超声波信号盒，能够被手机麦克风检测到，从而实现定位。
由于WIFI网络的持续发展，WIFI定位技术也越来越普及。WIFI定位的精度能够达到米级，主要用于一些专业行业领域，如医院、矿井、石油行业等。由于WIFI设备大量进军市场，许多wifi定位的应用应运而生。随着市场对短距离定位需求的增加，google 也在谷歌地图上加入了WIFI定位这项功能，国内的百度、高德等公司看到了这项技术的前景也开始加快了对WIFI定位的研发。
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