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、學(xué)校及社會各界的重視。本論文研究設(shè)計了一套基于RSSI的可以顯示學(xué)生在校日常位置動態(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)研究與實現(xiàn),通過對RFID射頻技術(shù)以及校園環(huán)境中對學(xué)生定位需求的研究與分析,設(shè)計出適用于本系統(tǒng)的硬件及算法。當學(xué)生攜帶擁有唯一身份信息ID的定位標簽,經(jīng)過基站射頻信號覆蓋的校園場所時,基站ARM主機通過閱讀器的外置雙天線完成與學(xué)生標簽的信息交互,基站將實時采集的學(xué)生標簽信息與離線指紋庫中的位置信息進行匹配,通過算法匹配識別出學(xué)生的實時位置動態(tài)。針對標簽與基站匹配的過程中的標簽碰撞以及學(xué)生位置動態(tài)識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系統(tǒng)方案進行驗證調(diào)試。通過對本文設(shè)計的校園定位系統(tǒng)在實際校園環(huán)境中進行的模擬測試,很好的驗證了在誤差允許的范圍下,實現(xiàn)了校園環(huán)境中學(xué)生位置的動態(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)天線讀取上來的標簽信息進行處理，并上傳到云服務(wù)器，實現(xiàn)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集、存儲和傳輸。通過其強大的多任務(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3.4.1標簽?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)，自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的處理。基帶處理單元支持1到32字節(jié)動態(tài)數(shù)據(jù)長度，數(shù)據(jù)長度在數(shù)據(jù)包內(nèi)。也可以采用固定數(shù)據(jù)長度，通過寄存器指定，基帶處理單元完成數(shù)據(jù)的自動解包、打包。該處理單元內(nèi)部有3級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。一個完整的數(shù)據(jù)包包括前導(dǎo)碼、地址、包控制字、負載數(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)射時芯片自動附上，對用戶透明。地址字段為接收數(shù)據(jù)方地址，只有當該地址與芯片的地址寄存器中地址相同時才會接收。前導(dǎo)碼地址包控制字負載數(shù)據(jù)CRC圖3-4數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)框圖地址長度可以通過配置寄存器AW配置為3、或4、或5字節(jié)。包控制字段長度為9bit，結(jié)構(gòu)如圖3-5所示。數(shù)據(jù)長度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)實現(xiàn)及測試本章的主要工作是對整個基于RSSI校園定位系統(tǒng)方案的一個整體驗證階段，經(jīng)過前章節(jié)對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，通過本章節(jié)對系統(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，通過對問題的分析，進一步對整個系統(tǒng)進行改進，從而保證整個校園定位系統(tǒng)可實現(xiàn)性，以及穩(wěn)定性，為后期前端設(shè)計奠定堅實的基矗5.1校園定位系統(tǒng)測試準備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，每個標簽都有其ID的唯一性，閱讀器其通過與其通訊，完成對標簽的信息采集；前期為了測試方便，制作出如圖5-2所示的閱讀器通過閱讀器完成與標簽的信息交互，并將采集上來的學(xué)生標簽信息通過串行通訊上傳到ARM主機。圖5-1學(xué)生標簽芯片圖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、路由器以及三角支架組成，平板天線采用的是中興對數(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，可以實現(xiàn)垂直方向1.5~2米的高度調(diào)整，根據(jù)實際的環(huán)境可以進行角度的微調(diào)。ARM主機如圖5-4所示，該主機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】：
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本文編號：3288397