發(fā)布時間：2020-06-09 07:09

【摘要】：隨著人類社會的不斷發(fā)展和進步,野生動物的生存環(huán)境正面臨日益嚴重的威脅和挑戰(zhàn)。研究野生動物行為生態(tài)規(guī)律對于生物資源的保護至關重要,而缺乏行之有效的定位跟蹤手段是目前研究野生動物保護工作的最大障礙。高效率的精確定位是實現(xiàn)野生動物定位跟蹤的基礎,也是保證野生動物行為監(jiān)測的關鍵技術,精確的定位信息和區(qū)域環(huán)境信息的持續(xù)采集對于研究野生動物運動規(guī)律,建立瀕危種群人工飼養(yǎng)環(huán)境信息庫具有重要意義[2]。野生定位跟蹤技術的關鍵在于如何提高定位精度,并能長時間監(jiān)測。目前,成熟的野生動物定位技術多采用GPS定位,而民用GPS適合大范圍定位無法在小范圍內(nèi)保證精度[3-5]。無線傳感網(wǎng)絡和傳感器技術的發(fā)展為野生動物定位跟蹤提供了新的解決辦法,本文針對野生動物定位跟蹤問題,設計了基于無線傳感網(wǎng)絡的小范圍定位系統(tǒng),并對系統(tǒng)的軟硬件設計進行了詳細的分析說明,本文的主要研究內(nèi)容有:(1)學習并掌握了野生動物定位跟蹤的相關知識理論和無線傳感網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀及其定位技術,在充分探討野生動物定位跟蹤的需求下,設計了基于無線傳感器網(wǎng)絡的野生動物定位跟蹤系統(tǒng)。(2)研究了無線傳感網(wǎng)絡的覆蓋算法,依據(jù)野生動物定位跟蹤背景提出了基于菱形網(wǎng)格劃分的同構無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點布置方法,并進行理論推導,驗證了方法的高效性。(3)針對無跡卡爾曼濾波跟蹤機動運動目標時容易出現(xiàn)目標丟失的問題,提出了基于無跡卡爾曼濾波和IMM卡爾曼濾波的混合定位跟蹤算法,有效提高了機動運動狀態(tài)下的跟蹤性能。(4)根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡的應用設計思路,對野生動物定位系統(tǒng)的軟硬件組成進行了設計。并對系統(tǒng)進行了相關試驗和分析,實現(xiàn)了預期的設計目標。
【圖文】：

圖 5-2-2 SI4432 電路處理器的選型及設計主控制芯片選用意法半導體公司的 STM32F103ZET6 Cor采用 3.3V 低電壓供電，應用場合廣泛，，且功耗低、性能是 32 位， 寄存器是 32 位， 存儲器接口也是 32 位，采獨立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，支持 Thumb 指令集，片內(nèi)B RAM ，工作頻率可達 72MHz。包含 12 為 AD 轉(zhuǎn)換模多種通信方式如 SPI、USART、CAN 等。可以滿足多節(jié)的工作需求。如圖 5-2-3 為 STM32 的最小系統(tǒng)電路圖。

圖 5-2-2 SI4432 電路5.2.2 節(jié)點微處理器的選型及設計匯聚節(jié)點主控制芯片選用意法半導體公司的 STM32F103ZET6 Cortex-M3[17]微處理芯片，采用 3.3V 低電壓供電，應用場合廣泛，且功耗低、性能穩(wěn)定。內(nèi)部的數(shù)據(jù)路徑是 32 位， 寄存器是 32 位， 存儲器接口也是 32 位，采用哈佛體系架構，擁有獨立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，支持 Thumb 指令集，片內(nèi) 256KBFLASH，48KB RAM ，工作頻率可達 72MHz。包含 12 為 AD 轉(zhuǎn)換模塊和定時器，支持主流多種通信方式如 SPI、USART、CAN 等。可以滿足多節(jié)點數(shù)據(jù)融合及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的工作需求。如圖 5-2-3 為 STM32 的最小系統(tǒng)電路圖。
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻】

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本文編號：2704336