摘 要

近年来，伴随这移动网络以及智能终端的发展，人们对于位置服务的要求也越来与多。基于位置服务的显示了其在商品信息的传递、位置导航、广告精准营销以及室内位置场景等情况下的广阔应用前景，而实现基于位置服务的必要前提和关键技术是对人员或者物体的定位来实现。全球卫星定位系统是当前最为熟知的定位系统，由于卫星信号受到建筑物的阻挡，无法进行可靠的室内定位。而基于无线网络信号的定位方式虽可以进行室内定位，但其信号强度容易受到人员运动、多径效应、非视距传播等影响，无法满足室内LBS对定位精准度的要求，而精确的定位方法由于硬件实现成本较高，无法进行大范围的部署应用。随着智能终端的普及，陀螺仪、重力传感器、地磁传感器已经嵌入到移动设备终端中。这些传感器可以检测到携带者的运动状态和室内环境特征来实现室内地磁定位。

本文分析了当前相关定位技术的特点以及发展趋势，根据地磁指纹匹配算法进行了android环境下室内定位系统的设计，对其系统的架构以及组成做了一定的描述，并在实际环境中利用android手机进行了相关实验。结果表明地磁指纹匹配算法能够达到室内定位技术的基本要求，基于地磁定位的室内技术可以进行应用。

关键词：地磁；室内定位；android；

Abstract

In recent years, along with the development of mobile Internet and intelligent mobile terminals, people are also increasingly requires location services and more. Location based service has shown its application prospects of marking in the commodity information transmission, position navigation, accurate advertisement and indoor scenes service. The premise and key technology to realize location based service is the human or object positioning system. Global Positioning System is currently the most widely used positioning system, however, due to the satellite signal can`t penetrate buildings, it is difficult for reliable indoor location. Although, the targeting methods based on wireless network signal can apply to indoor location. The human body absorption, the multipath effects, non-line of sight propagation effects all prevented most positioning methods from meeting the accuracy requirements of indoor LBS positioning, and precise positioning method cannot be large range of use due to expensive hardware implementation cost. With the popularity of Intelligent Device, Gyro, Gravity sensor and geomagnetic sensor have been embedded into mobile equipment. These sensors are capable of detect the movement of carrier and indoor environment features, which can be used for geomagnetic indoor positioning.

This article analyzes the features and development trend of the current relevant positioning technology. The essay puts forward an indoor positioning system based on Android according to the Geomagnetic Fingerprint Matching algorithm. It gives detailed architecture and composition information of the system and also finishes the test on an Android device in the realistic environment. The testing results show that the system can meet the requirement of an indoor positioning system, which also proves the feasibility of the technology.

Key Words：Magnetic Field；Indoor Localization；Android；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3本文的研究内容及预期目标 4

1.4本文的组织结构 4

第二章 需求分析与设计 6

2.1 项目可行性分析 6

2.1.1 市场需求可行性 6

2.1.2 经济可行性 6

2.1.3 技术可行性 6

2.2 需求分析 6

2.3 功能需求分析 6

2.4 系统框架设计 7

第三章 数据库与功能模块设计 9

3.1 概述 9

3.2 数据库设计 9

3.3 地图信息展示模块设计 9

3.4 地磁信息采集模块设计 11

3.5 室内地图定位模块 12

第四章 功能模块的实现 14

4.1 服务器端 14

4.2 地图信息展示模块 14

4.2.1 二维地图的绘制 14

4.2.2 二维地图的矢量化 15

4.2.3 Android环境下的地图渲染 16

4.3 地磁信息采集模块 18

4.3.1 监听器的设置 18

4.3.2 地磁信息采集 18

4.4 室内地图定位模块 19

4.5 代码结构 20

第五章 功能模块测试 22

5.1 地图展示模块测试 22

5.2 地磁信息采集模块测试 22

5.2.1 网络连接与服务器连接测试 22

5.2.2 监听器测试 23

5.2.3 采集功能测试 23

5.3 地图定位模块测试 24

第六章 总结与展望 26

6.1 总结 26

6.2 展望 26

参考文献 27

致谢 29

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

在移动互联网的发展的时代，定位技术也引起了大量的关注。目前室外定位技术已经非常成熟并在我们的生活中进行了广泛的使用。而处于定位技术的末端，室内定位技术在近几年才开始被重视，并掀起了一股热潮。我们可以简单的想象一些平时生活中的应用场景都需要室内定位技术的支持。各种室内定位的技术及其应用将出现在我们的面前，其影响及实用性不会亚于全球卫星定位系统。主要的应用场景如下所示：

• 公共安全及应急响应：在紧急情况下的救援变得方便，儿童走失的情况也会很好的解决。
• 定位导航：可以知道建筑内有什么东西、我办公室周围是谁、我的车放在地下停车场的什么位置、超市里的牛奶在哪、怎么去哪里等一系列方便用户定向服务的需求。
• CRM（Custom Relationship Management）: 高精度的定位可以将用户行为轨迹进行展示：比如用户的基本信息，这类用户在什么货物的货架前停留，停留时间多久，最终是否进行购买。这样的信息反馈给商家，商家可以进行精准推送和营销，为商户及用户都带来极大的便利。
• 定位监测：在监狱或需要时刻获取人物货物的位置的情况下，通过此技术可以防止犯人逃狱，货物丢失等情况的发生。

在这样的应用场景下，室内定位的开发意义十分重大，我们可以通过室内定位解决日常生活中的大量繁琐的找位置的时间。在紧急情况下，逃生也变得更为简便，可以挽救更多人的生命。

在上述背景的条件下，本文选择了室内的地球磁场特征信息作为基础。在地磁指纹匹配算法的基础上设计了Android环境下的地磁定位系统，并且在试验中对该系统进行了检验。在系统设计与实现的过程中，对地磁定位在实际应用中出现的问题进行了简要说明。