Диссертация (1090554), страница 16
Текст из файла (страница 16)
2.3.2. Размещатьисточники BLE нужно, по возможности, на высоте выше человеческого роста.Это позволит снизить влияние на точность позиционирования посторонних предметов, расположенных между источником сигнала и позиционируемым объектом.Для эффективного решения задачи позиционирования групп объектов рекомендуется применять метод коррекции оценок координат близкорасположенных объектов, основанный на оценке степеней уверенности совместно используемых методов позиционирования в правильности своего решения. Этот метод также предложен в п. 2.3.2.1053.5.
Процедура синтеза систем Wi-Fi позиционированияКратко разработанная процедура может быть изложена следующим образом(детали реализации каждого из действий представлены в разделах 3.1-3.4).Этап 1. Предпроектный анализ1) Определить цели использования системы и требования к еѐ точности;2) Составить план территории позиционирования, на котором указать месторасположение существующих Wi-Fi точек доступа;3) Изобразить на плане зоны Wi-Fi покрытия точек доступа;4) Произвести анализ достаточности существующей Wi-Fi сети для обеспечения требований к точности системы позиционирования;5) При необходимости, дополнить Wi-Fi сеть новыми точками.Этап 2.
Синтез сетевой инфраструктуры1) Настроить параметры точек доступа: Идентификатор сети (SSID); Номер радиоканала; Метод шифрования данных.2) Организовать связь между объектами и сервером позиционирования навсей территории позиционирования.Этап 3. Планирование и проведение экспериментальной настройки1) Определить количество и размещение опорных точек измерений;2) Составить список устройств, с помощью которых будут производитьсяизмерения;3) Произвести измерения при помощи разработанного программного комплекса.Этап 4. Постэкспериментальный анализ качества работы системы1) Исключить наличие выбросов и противоречивых данных в обучающейвыборке;2) Определить состав и параметры используемых методов позиционирования по данным обучающей и тестовой выборок;1063) Дополнить систему Wi-Fi позиционирования источниками сигнала BLEпри недостаточной зональной точности или невозможности соблюдениятребований по Wi-Fi покрытию (одновременной радиовидимости заданного числа точек доступа);4) Дополнить систему методом коррекции оценок координат близкорасположенных объектов при актуальности решения задачи позиционированиягрупп объектов.1073.6.
Практическая реализация процедуры синтезаПрактическая реализация рассмотренной ранее процедуры выдвигает достаточно жѐсткие и разнообразные требования к реализующему еѐ программномуобеспечению. Имеет смысл отдельно рассмотреть требования к программе оперативного сборка и накопления данных и требования к программе постэкспериметального анализа полученных результатов.Требования к программе оперативного сбора и накопления данных:1) Одновременный приѐм данных измерений от нескольких устройств;2) Настройка списка устройств, данные которых принимаются системой;3) Загрузка и отображение планов контролируемых помещений;4) Установление соответствия между данными измерений и координатамиопорных точек измерений;5) Конфигурация количества измерений в серии;6) Организация хранения данных измерений в базе данных с возможностьюих выгрузки в формате, обеспечивающем возможность последующей обработки при помощи современных средств анализа (например, в программных пакетах MATLAB или STATISTICA).Требования к программе анализа качества экспериментальной настройки:1) Настройка списка точек доступа, используемых системой;2) Изменение чувствительности системы;3) Параметризация выбранных методов позиционирования;4) Загрузка выборок наблюдений с внешних носителей;5) Выявление выбросов и противоречивых данных в выборке наблюдений;6) Определение списка и параметров методов позиционирования для обеспечения требуемых значений средней и максимальной ошибок позиционирования по данным обучающей и тестовой выборок;7) Анализ необходимости применения дополнительных средств коррекции(методов увеличения точности позиционирования).Сравнительный анализ сформулированных выше требований с техническими возможностями известных средств измерения и анализа экспериментальной108настройки систем позиционирования [114, 115, 116] показывает, что ни одно изних, кроме наиболее сложных и универсальных программно-аппаратных комплексов, не соответствует полностью предъявленным требованиям.
Однако стоимость подобных комплексов столь велика, что их приобретение большинствоморганизаций, производящим настройку и внедрение систем позиционирования,нецелесообразно. Единственным выходом в такой ситуации является разработкановых специализированных программных средств, обеспечивающих сбор и обработку экспериментальных данных.Разработанные программные средства в себя два независимых модуля – модуль сбора и накопления данных и модуль анализа качества экспериментальнойнастройки [117, 118].Положенная в основу создания программных средств идея отделения процедуры измерения и накопления экспериментальных данных от процедуры их обработки позволяет по завершению эксперимента производить полномасштабныйанализ всех полученных данных с привлечением современных многофункциональных программных систем обработки и принципиально новых подходов и методов.Модуль сбора и накопления данных осуществляет непосредственный приѐмданных измерений от различных устройств, а также сохранение этих данных в локальной базе данных с возможностью их выгрузки в стандартизованном формате.Алгоритм работы данного модуля представлен на рис.
3.5.После запуска программы пользователь выбирает одно из доступных действий – загрузка планов помещений, измерение данных или выгрузка данных измерений.Для проведения измерений пользователь должен сначала загрузить в программу план контролируемых помещений, затем сформировать список устройств,данные которых будут приниматься системой, и ввести количество измерений всерии. Далее на каждом шаге измерений пользователь должен указать, в какой позиции находится каждое устройство. Это необходимо для установления связимежду измерениями уровней мощности сигнала Wi-Fi и координатами опорных109точек измерений на плане контролируемых помещений. Окончание измеренийпроизводится по команде пользователя.Для выгрузки измерений для каждого из устройств необходимо выбратьустройство из списка доступных. Измерения устройств выгружаются в форматеCSV (Comma-Separated Values).Рис.
3.5. Алгоритм работы модуля сбора и накопления данныхМодуль анализа качества экспериментальной настройки системы предназначен для коррекции обучающей выборки и подбора параметров методов позиционирования, обеспечивающих максимальную точность. Алгоритм работы модуля показан на рис. 3.6.110Рис. 3.6. Алгоритм работы модуля анализа качестваэкспериментальной настройки111Модуль анализа качества экспериментальной настройки позволяет:1. В автоматическом режиме оценивать точность позиционирования системы по данным обучающей и тестовой выборок.2. Выявлять наличие в обучающей выборке выбросов и противоречивыхданных.3.
В автоматизированном режиме определять список и значения параметров используемых методов позиционирования.4. Определять необходимость в использовании методов увеличения точности позиционирования.Все результаты, получаемые с помощью данного модуля, носят рекомендательный характер. При завершении работы каждой из доступных процедур анализа качества настройки системы пользователю выводится список рекомендаций поее улучшению.Разработанные оригинальные программные средства позволяют в полноймере реализовать предложенную процедуру и в значительной степени упрощаютнастройку и внедрение подобных систем.1123.7.
ВыводыРезультатом данной главы является комплексная процедура синтеза системWi-Fi позиционирования по данным об уровнях мощности беспроводных сигналов, в основу которой положена совокупность базовых принципов, главными изкоторых являются системность, универсальность применения, техническая безопасность, а также унификация используемых технических решений.Главный результат, которого позволяет добиться предложенная процедура –это получение необходимых стабильных точностных характеристик системы (втом числе построение высокоточных систем). Это достигается за счѐт наличия всоставе предложенной процедуры средств анализа качества, позволяющих выявлять проблемные места в работе системы ещѐ на этапе еѐ настройки и минимизирующих тем самым риск ухудшения значений целевых показателей работы системы в процессе еѐ промышленной эксплуатации.Разработанная процедура построения систем локального Wi-Fi позиционирования включает в себя:1.
Классификацию систем Wi-Fi позиционирования по категориям точности в зависимости от перечня решаемых ими задач.2. Основные этапы настройки систем Wi-Fi позиционирования, их содержание и особенности практической реализации.3. Требования к прикладному программному обеспечению сбора и обработки данных об уровнях мощности сигналов Wi-Fi точек доступа.4. Оригинальные алгоритмы и программные средства для оперативногосбора и накопления данных и их последующей обработки, анализа ипредоставления рекомендаций по улучшению качества настройки систем позиционирования.Основные положения разработанной процедуры могут быть использованы ипри создании систем локального позиционирования на базе беспроводных сетейиных разновидностей.113ГЛАВА 4. Практическое применение результатов исследованияДанная глава посвящена практической реализации и апробации полученныхрезультатов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
