學(xué)生是國家的未來,伴隨著“智慧校園”的建設(shè),學(xué)生的教育及其校園安全問題越來越引起學(xué)生家長(zhǎng)、學(xué)校及社會(huì)各界的重視。本論文研究設(shè)計(jì)了一套基于RSSI的可以顯示學(xué)生在校日常位置動(dòng)態(tài)以及在校日�？记诘腞FID校園定位系統(tǒng)。系統(tǒng)基于RSSI的校園定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn),通過對(duì)RFID射頻技術(shù)以及校園環(huán)境中對(duì)學(xué)生定位需求的研究與分析,設(shè)計(jì)出適用于本系統(tǒng)的硬件及算法。當(dāng)學(xué)生攜帶擁有唯一身份信息ID的定位標(biāo)簽,經(jīng)過基站射頻信號(hào)覆蓋的校園場(chǎng)所時(shí),基站ARM主機(jī)通過閱讀器的外置雙天線完成與學(xué)生標(biāo)簽的信息交互,基站將實(shí)時(shí)采集的學(xué)生標(biāo)簽信息與離線指紋庫中的位置信息進(jìn)行匹配,通過算法匹配識(shí)別出學(xué)生的實(shí)時(shí)位置動(dòng)態(tài)。針對(duì)標(biāo)簽與基站匹配的過程中的標(biāo)簽碰撞以及學(xué)生位置動(dòng)態(tài)識(shí)別過程存在誤差等問題,本文使用適用于本系統(tǒng)的防碰撞算法、KNN算法以及卡爾曼濾波算法對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行驗(yàn)證調(diào)試。通過對(duì)本文設(shè)計(jì)的校園定位系統(tǒng)在實(shí)際校園環(huán)境中進(jìn)行的模擬測(cè)試,很好的驗(yàn)證了在誤差允許的范圍下,實(shí)現(xiàn)了校園環(huán)境中學(xué)生位置的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。 

【文章來源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于TOA的定位原理

23庭影音、車載設(shè)備、集群服務(wù)器、智能交互設(shè)備等智能設(shè)備開發(fā)應(yīng)用。圖3-3RK3399外設(shè)接口針對(duì)于本校園定位系統(tǒng)其主要完成后續(xù)的將閱讀器經(jīng)天線讀取上來的標(biāo)簽信息進(jìn)行處理，并上傳到云服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和傳輸。通過其強(qiáng)大的多任務(wù)和多線程處理性能夠較好校園多人員定位的需求。3.4校園學(xué)生定位通信設(shè)計(jì)3.4.1標(biāo)簽?zāi)K通信Si24R2E基于包通信。芯片內(nèi)部集成基帶處理引擎，可以不需要外部微控制器干預(yù)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的處理。基帶處理單元支持1到32字節(jié)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度在數(shù)據(jù)包內(nèi)。也可以采用固定數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，通過寄存器指定，基帶處理單元完成數(shù)據(jù)的自動(dòng)解包、打包。該處理單元內(nèi)部有3級(jí)FIFO，可以一次發(fā)射3包數(shù)據(jù)，提高了數(shù)據(jù)的收發(fā)率。一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包包括前導(dǎo)碼、地址、包控制字、負(fù)載數(shù)據(jù)以及CRC。如圖3-4數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)框圖，顯示為一個(gè)完整的包。前導(dǎo)碼字段主要用于接收數(shù)據(jù)同步，發(fā)射時(shí)芯片自動(dòng)附上，對(duì)用戶透明。地址字段為接收數(shù)據(jù)方地址，只有當(dāng)該地址與芯片的地址寄存器中地址相同時(shí)才會(huì)接收。前導(dǎo)碼地址包控制字負(fù)載數(shù)據(jù)CRC圖3-4數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)框圖地址長(zhǎng)度可以通過配置寄存器AW配置為3、或4、或5字節(jié)。包控制字段長(zhǎng)度為9bit，結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。數(shù)據(jù)長(zhǎng)度PIDNO_ACK圖3-5包控制字段框圖

37第5章校園學(xué)生定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測(cè)試本章的主要工作是對(duì)整個(gè)基于RSSI校園定位系統(tǒng)方案的一個(gè)整體驗(yàn)證階段，經(jīng)過前章節(jié)對(duì)RFID系統(tǒng)的整體了解，選擇適合校園定位系統(tǒng)硬件及算法設(shè)計(jì)，通過本章節(jié)對(duì)系統(tǒng)的整體調(diào)試，發(fā)現(xiàn)基于RSSI的校園學(xué)生定位系統(tǒng)方案存在的問題，通過對(duì)問題的分析，進(jìn)一步對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，從而保證整個(gè)校園定位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)性，以及穩(wěn)定性，為后期前端設(shè)計(jì)奠定堅(jiān)實(shí)的基矗5.1校園定位系統(tǒng)測(cè)試準(zhǔn)備5.1.1校園定位系統(tǒng)硬件組成本系統(tǒng)最終學(xué)生標(biāo)簽如圖5-1所示，其為3.3V有源2.4GHz射頻模塊，大小與一元硬幣相當(dāng)，每個(gè)標(biāo)簽都有其ID的唯一性，閱讀器其通過與其通訊，完成對(duì)標(biāo)簽的信息采集；前期為了測(cè)試方便，制作出如圖5-2所示的閱讀器通過閱讀器完成與標(biāo)簽的信息交互，并將采集上來的學(xué)生標(biāo)簽信息通過串行通訊上傳到ARM主機(jī)。圖5-1學(xué)生標(biāo)簽芯片圖5-2閱讀器圖5-3為本系統(tǒng)最終做出的定位基站基站，其由雙定性天線、ARM主機(jī)、路由器以及三角支架組成，平板天線采用的是中興對(duì)數(shù)周期天線，系統(tǒng)天線工作頻率在806-960/1710-2700MHz，極化方式為垂直極化（V）或水平極化（H），增益9/10dB。該基站天線配合三腳支架，可以實(shí)現(xiàn)垂直方向1.5~2米的高度調(diào)整，根據(jù)實(shí)際的環(huán)境可以進(jìn)行角度的微調(diào)。ARM主機(jī)如圖5-4所示，該主機(jī)將閱讀器通訊模塊集成到ARM主板上，ARM主板使用12V鉛蓄電瓶供電，將其整體嵌入到防水盒里，防水

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3288397