本文關(guān)鍵詞：基于CSS技術(shù)的車輛定位與控制系統(tǒng)設(shè)計與研究

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【摘要】：隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟,無線定位技術(shù)得到了發(fā)展�？梢詰�(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、交通管理和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域,具有廣泛的應(yīng)用前景。CSS技術(shù)是IEEE802.15.4a協(xié)議在2007年3月提出的WPAN物理層標(biāo)準(zhǔn)之一,主要工作在2.45GHz頻段,具有較快的傳輸速率和較長的傳輸距離,該技術(shù)在無線定位領(lǐng)域中扮演重要角色。在無線射頻定位系統(tǒng)當(dāng)中,都是基于待定位節(jié)點(diǎn)(tag)與多個已知坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)(anchori,i=1,2,...,n,其中n≥2)間距離進(jìn)行計算的。在距離誤差Δdi一定的情況下,如何使tag坐標(biāo)誤差Δx和Δy最小是必須解決的問題。本文研究了Δdi與Δx和Δy之間的函數(shù)關(guān)系,推導(dǎo)出：當(dāng)選取的某兩Δdi符號相異時計算機(jī)出的坐標(biāo)誤差Δx和Δy遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Δdi；使Δx和Δy的誤差達(dá)到最小時的anchor個數(shù)n≥8。并指出在坐標(biāo)計算時應(yīng)選取與tag節(jié)點(diǎn)距離最小且anchor間距最大的anchor節(jié)點(diǎn)。給出了多個anchor節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)計算方法：平均值法和最小二乘法矩陣法。本文主要針對基于CSS技術(shù)的無線定位系統(tǒng)進(jìn)行研究,對CSS的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了探討,并對CSS的協(xié)議棧和現(xiàn)有的測距方法做了分析,提出了一個基于CSS技術(shù)的無線射頻定位系統(tǒng)設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上,采用STM32F103CB ARM作為系統(tǒng)的核心芯片,配合NA5TR1無線測距芯片,設(shè)計了定位節(jié)點(diǎn)的硬件電路,研發(fā)了相關(guān)的上位機(jī)軟件,形成了一套車輛定位與控制系統(tǒng),并應(yīng)用到電廠的數(shù)字化煤場車輛定位。這是CSS無線定位技術(shù)在電廠領(lǐng)域的一次重要應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：CSS 無線定位 精度
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U495
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文內(nèi)容及結(jié)構(gòu)13-15
• 第2章 基于CSS的無線測距技術(shù)研究15-38
• 2.1 CSS技術(shù)的特點(diǎn)15-19
• 2.1.1 CSS技術(shù)的歷史15
• 2.1.2 CSS技術(shù)的原理15-18
• 2.1.3 CSS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)18-19
• 2.2 CSS協(xié)議19-23
• 2.2.1 物理層規(guī)范19-20
• 2.2.2 媒體介質(zhì)訪問層(MAC)規(guī)范20
• 2.2.3 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范20-21
• 2.2.4 應(yīng)用層規(guī)范21
• 2.2.5 本文中所商定的CSS通信協(xié)議21-23
• 2.3 NANOLOC定位套件研究23-37
• 2.3.1 nanoLOC時鐘23-25
• 2.3.2 nanoLOC存儲器綜述25-29
• 2.3.3 nanoLOC編程接口(SPI)29-34
• 2.3.4 MACFrame配置34-36
• 2.3.5 基帶RAM緩沖區(qū)配置36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 測距算法和無線射頻定位系統(tǒng)精度的研究38-56
• 3.1 測距算法的研究及選擇38-43
• 3.1.1 基于信號到達(dá)角度的方法(AOA)38-39
• 3.1.2 基于信號到達(dá)時間的方法(TOA)39-40
• 3.1.3 基于信號到達(dá)時間差的方法(TDOA)40-41
• 3.1.4 基于接收信號強(qiáng)度的方法(RSSI)41-42
• 3.1.5 本系統(tǒng)所采用的方法42-43
• 3.2 問題的引出43-44
• 3.3 問題的分析44-46
• 3.4 解決方案46-50
• 3.4.1 如何選取anchor47-49
• 3.4.2 用于坐標(biāo)計算的anchor個數(shù)對誤差的影響49-50
• 3.5 實驗驗證50-52
• 3.6 區(qū)域內(nèi)固定節(jié)點(diǎn)的布置方案52-54
• 3.6.1 煤堆區(qū)域內(nèi)固定節(jié)點(diǎn)的布置方法52-53
• 3.6.2 邊界區(qū)域或區(qū)域內(nèi)不適于布置節(jié)點(diǎn)的布置方法53-54
• 3.7 本章小結(jié)54-56
• 第4章 下位機(jī)軟硬件設(shè)計56-63
• 4.1 硬件電路設(shè)計56-60
• 4.1.1 MCU模塊57
• 4.1.2 射頻模塊57-58
• 4.1.3 串口和USB通信模塊58-59
• 4.1.4 電源模塊59-60
• 4.2 定位節(jié)點(diǎn)軟件設(shè)計60-62
• 4.2.1 ARM CPU初始化模塊61
• 4.2.2 NtrxInit初始化模塊61
• 4.2.3 串口通信模塊61
• 4.2.4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模塊61-62
• 4.2.5 測距模塊62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第5章 上位機(jī)軟件設(shè)計63-69
• 5.1 性能需求63
• 5.2 開發(fā)環(huán)境63
• 5.3 軟件框架63-64
• 5.4 具體實現(xiàn)64-65
• 5.4.1 定位模塊64
• 5.4.2 GIS模塊64
• 5.4.3 配置模塊64-65
• 5.5 相關(guān)軟件技術(shù)研究65-66
• 5.6 程序設(shè)計66-69
• 5.6.1 流程圖66-69
• 第6章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果74-75
• 致謝75

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1 唐承佩;唐焯宜;;基于多頻異構(gòu)技術(shù)的無線定位關(guān)鎖設(shè)計[J];制造業(yè)自動化;2011年04期

2 肖衛(wèi)初;陳偉宏;龔倫峰;;一種新的幾何無線定位方法[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2011年13期

3 楊成;馮琳;魏振春;衛(wèi)星;;基于數(shù)據(jù)插值和權(quán)重指數(shù)的礦井機(jī)車無線定位方法[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年11期

4 崔曉坤,曾文權(quán),尚韜;一種基于多算法協(xié)同定位的蜂窩無線定位算法模型[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2005年14期

5 馬中勝,王樹勛,燕學(xué)智,李辛,黃志強(qiáng),尹萬宇;基于無線定位的自動引導(dǎo)車輛系統(tǒng)[J];試驗技術(shù)與試驗機(jī);2004年Z1期

6 朱世交;楊s，

本文編號：918479