无线通信、物联网等技术的出现促进了位置服务的发展,人们对定位的需求不再局限于室外,在室内的需求也越来越大而相关的技术逐渐成为了一个研究热点。低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)的出现与普及更是为室内定位带来了新的生机,蓝牙定位系统中的信标就是基于BLE技术,应用BLE技术的定位系统具有功耗低、成本低以及设备体积小等优势。蓝牙通信距离较短定位范围有限,在蓝牙网关参与的定位系统中往往需要大量数据线来建立数据链路,这易对现场环境造成破坏,而且在较大的区域中部署周期长、工作量大。LoRa(Long Range,LoRa)具有远距离通信特点,故在蓝牙定位的基础上结合LoRa来减少有线部署。定位的方法可分为基于测距与非测距两种,其中基于RSSI(Received Signal Strength Indication,RSSI)路径损耗测距定位不需要复杂的硬件设备,RSSI可在蓝牙数据链路中获取,而且定位精度也能满足用户需求,故采用了基于RSSI测距定位算法。RSSI虽然易获取,但也易受环境干扰造成方差增大,因此需要滤波处理。具体的工作如下:(1)在蓝牙定位技术的基础上结合LoRa,利用其远距离传输特性来简化数据传输网络。主要设计包括:通过集成LoRa和蓝牙的定位标签将采集的信标数据上报到LoRa网关,数据最终流入定位服务器,计算坐标后在上位机显示目标。定位标签和LoRa网关之间的交互设计包括:定位标签以TDMA方式向LoRa网关上报信标数据,每个信道下设计10个时隙,定位数据上报周期为2秒。时隙与定位标签非固定分配,即定位标签进入定位状态前需要向LoRa网关申请时隙,退出定位状态后占用时隙被释放。在时隙分配过程中,结合时隙ALOHA防碰撞方法思想来减少定位标签之间的数据碰撞;另外,定义了上下行数据交互格式,负责定位标签和LoRa网关之间的数据交互。(2)RSSI路径损耗模型比较依赖环境,测试了不同因素对测距模型的影响,并在不同的位置利用线性回归来估计RSSI测距模型参数进而确定测距模型;其次,RSSI易受环境干扰造成方差较大,尤其是比较大的异常值,这对后期坐标估计会有影响,因此对RSSI进行中值加权滤波修正来减少RSSI的方差;最后,在三边定位的基础上,通过加权质心算法来估计目标的坐标。(3)在以上工作的基础上完成了基于LoRa和蓝牙的定位系统搭建,包括定位标签的软硬件设计、LoRa网关的软硬件设计、上位机软件设计,并对定位效果、结合LoRa的定位数据链路进行了测试。结合LoRa上报定位数据具有可行性,通过随机选择空闲时隙以及TDMA轮流上报定位数据能够对各个目标进行定位,对RSSI处理后平均定位精度为2.37m。由于LoRa具有远距离传输特性,定位数据传输网络更加简便。