本文關(guān)鍵詞：基于GPS和無線傳感網(wǎng)絡(luò)的室外人員定位系統(tǒng)研究與設(shè)計

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【摘要】：隨著公安信息化建設(shè)的不斷發(fā)展和業(yè)務(wù)精細(xì)化需求的不斷提高,為避免監(jiān)管所被監(jiān)管人員在外出就醫(yī)、勞作等押解過程中發(fā)生類似逃跑等突發(fā)事件,對該類人員室外活動進(jìn)行精確化定位、軌跡信息化傳輸與可視化管理的要求越來越高。在一定的監(jiān)測區(qū)域內(nèi),無線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN)能夠通過協(xié)作的方式感知、采集和處理各種數(shù)據(jù)和信息。而作為其核心支撐技術(shù)之一的全球定位系統(tǒng)(GPS),是進(jìn)行目標(biāo)識別、定位、跟蹤等諸多應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提。本文以監(jiān)管所被監(jiān)管人員室外活動的定位和軌跡跟蹤為目標(biāo),以滿足公安需求為目的,結(jié)合WSN和GPS的特點,研究了室外人員高精度定位方法和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)高可靠性傳輸算法,開發(fā)了一套基于GPS和無線傳感網(wǎng)絡(luò)的室外人員定位系統(tǒng),對加強(qiáng)監(jiān)守管理,提高監(jiān)管效率具有現(xiàn)實意義。本文的研究得到了國家自然科學(xué)基金、浙江省科技計劃及浙江理工大學(xué)優(yōu)秀研究生學(xué)位論文培育基金等項目的資助。主要研究工作和成果如下：(1)綜述了國內(nèi)外GPS定位技術(shù)和無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀,分析了看守所被監(jiān)管人員室外活動的特點和業(yè)務(wù)需求,提出了監(jiān)管定位系統(tǒng)的整體架構(gòu)。(2)設(shè)計了由電子腕帶(在押人員佩戴)、手持機(jī)(監(jiān)管人員佩戴)和上位機(jī)監(jiān)管軟件組成的基于GPS和無線傳感網(wǎng)絡(luò)的室外人員定位系統(tǒng),通過手持機(jī)對電子腕帶進(jìn)行實時監(jiān)管,將獲取的數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī),實現(xiàn)了被監(jiān)管人員的信息查詢和路徑跟蹤等功能。(3)研究了無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中出現(xiàn)的長時延和數(shù)據(jù)丟包問題,根據(jù)分離原理分別建立了狀態(tài)觀測預(yù)估器和狀態(tài)反饋控制器,基于T-S模糊模型,提出了一種帶有定時／計數(shù)器的網(wǎng)絡(luò)時延和丟包預(yù)測補(bǔ)償方法,并仿真驗證了該方法對提高數(shù)據(jù)可靠傳輸?shù)挠行浴?4)設(shè)計了自擬定的數(shù)據(jù)包傳輸協(xié)議,實現(xiàn)了手持機(jī)與電子腕帶之間的指令應(yīng)答和數(shù)據(jù)傳輸。采用等權(quán)中心平滑法對誤差進(jìn)行修正,提高了定位精度。引入精確經(jīng)緯度距離算法,對手持機(jī)與電子腕帶之間的距離或電子腕帶之間的距離進(jìn)行快速計算,實現(xiàn)了對被監(jiān)管人員是否在監(jiān)管范圍內(nèi)的快速判斷。(5)完成了電子腕帶、手持機(jī)樣機(jī)制作,搭建了一套小型試驗系統(tǒng),在學(xué)校大操場進(jìn)行了功能與性能測試,結(jié)果表明,本系統(tǒng)實現(xiàn)了對定點人群和移動人群的定位、路徑跟蹤、上位機(jī)監(jiān)控等功能,具有精度高、定位準(zhǔn)、功能全等特點,能有效防止在押人員的出逃及高效準(zhǔn)確地追捕,可在看守所、勞作場所等推廣應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：GPS定位 無線傳感網(wǎng)絡(luò) 監(jiān)管 T-S模糊模型 預(yù)測補(bǔ)償法
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5;P228.4
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 課題的研究背景及意義12
• 1.2 GPS全球定位系統(tǒng)12-13
• 1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)13-14
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-16
• 1.4.1 國外監(jiān)獄管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢14-15
• 1.4.2 國內(nèi)監(jiān)獄管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢15-16
• 1.5 研究內(nèi)容和論文結(jié)構(gòu)16-19
• 1.5.1 研究內(nèi)容16-18
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)18-19
• 第2章 定位系統(tǒng)整體方案設(shè)計19-21
• 2.1 常用定位技術(shù)的比較19-20
• 2.2 系統(tǒng)整體方案設(shè)計20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 無線定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸可靠性研究21-33
• 3.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸可靠性研究概述21-22
• 3.2 網(wǎng)絡(luò)時延和數(shù)據(jù)丟包22-23
• 3.2.1 時延產(chǎn)生的原因及類型22
• 3.2.2 數(shù)據(jù)丟包的原因及數(shù)據(jù)包傳輸類型22-23
• 3.3 基于T-S模型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸研究23-32
• 3.3.1 系統(tǒng)建模23-24
• 3.3.2 計數(shù)器及時延和丟包預(yù)測補(bǔ)償設(shè)計24-28
• 3.3.3 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性分析28-30
• 3.3.4 仿真算例30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 電子腕帶和手持機(jī)硬件設(shè)計33-47
• 4.1 電子腕帶的設(shè)計33-37
• 4.1.1 電子腕帶的硬件組成33-35
• 4.1.2 電子腕帶功能的軟件實現(xiàn)35-37
• 4.2 手持機(jī)的設(shè)計37-45
• 4.2.1 手持機(jī)的硬件組成37-42
• 4.2.2 手持機(jī)功能的軟件實現(xiàn)42-45
• 4.3 手持機(jī)外殼設(shè)計45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 專用上位機(jī)監(jiān)管軟件的設(shè)計47-53
• 5.1 界面整體框架設(shè)計47-49
• 5.1.1 C++Bulider簡介47
• 5.1.2 界面整體框架47-49
• 5.2 人員路徑再現(xiàn)49-51
• 5.2.1 Google Earth的嵌入49-50
• 5.2.2 KML語言50
• 5.2.3 路徑再現(xiàn)50-51
• 5.3 本章小結(jié)51-53
• 第6章 快速路徑計算及誤差修正53-62
• 6.1 移動目標(biāo)定位53
• 6.2 基于經(jīng)緯度的距離計算方法53-54
• 6.3 試驗數(shù)據(jù)分析及誤差修正54-60
• 6.3.1 試驗數(shù)據(jù)分析54-60
• 6.3.2 誤差修正60
• 6.4 本章小結(jié)60-62
• 第7章 總結(jié)與展望62-65
• 7.1 全文總結(jié)62-63
• 7.2 研究展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果71-72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1002634