發(fā)布時(shí)間：2020-06-23 16:43

【摘要】：室內(nèi)定位和導(dǎo)航逐漸成為人們生活中不可或缺的工具,隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,多種室內(nèi)定位導(dǎo)航系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),如何實(shí)時(shí)感知人員當(dāng)前所處的位置狀態(tài)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),而室內(nèi)定位通信終端傳輸距離、穿墻能力和適應(yīng)復(fù)雜通信環(huán)境的能力則成為了研究的難點(diǎn)。本文結(jié)合目前一些人員定位系統(tǒng)的優(yōu)勢,研究并設(shè)計(jì)一種基于慣性傳感器的室內(nèi)自組網(wǎng)定位方案,不用提前部署網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),將慣性傳感器與無線自組織網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢結(jié)合,解決了室內(nèi)密閉環(huán)境下的人員定位關(guān)鍵問題,改善了組網(wǎng)的操作性和穩(wěn)定性,具有重大的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。通過對比分析國內(nèi)外無線傳感自組網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢和缺陷,本文提出了輪詢通信解決多路通信發(fā)送和接收過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)沖突和干擾問題。然后分析了幾種定位關(guān)鍵技術(shù),在此基礎(chǔ)上研究了傳感自組網(wǎng)的重要理論和移動(dòng)自組網(wǎng)的發(fā)展以及無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的概念和特性,得到室內(nèi)定位軌跡推算的方法和數(shù)據(jù)流幀格式。根據(jù)無線傳感自組網(wǎng)理論,本文選擇了433MHz頻段的通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,建立了集中式與分層式結(jié)構(gòu)相結(jié)合的定位網(wǎng)絡(luò),并根據(jù)移動(dòng)自組網(wǎng)的路由特性改進(jìn)了動(dòng)態(tài)多路徑路由協(xié)議。然后提出了無線中繼方案,解決密閉環(huán)境下的人員定位問題,同時(shí)還提供了更大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。最后結(jié)合定位網(wǎng)絡(luò)需求搭建上位機(jī)顯示界面,對定位節(jié)點(diǎn)、中繼器和接收端節(jié)點(diǎn)的軟件和硬件平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)和設(shè)計(jì),建立了室內(nèi)定位自組網(wǎng)方案。本文從通信時(shí)間和距離、穿透能力方面對定位網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)性能進(jìn)行了測試和分析,結(jié)果得知室內(nèi)定位網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)能力較強(qiáng),距離和時(shí)間都達(dá)到了實(shí)際運(yùn)用環(huán)境所需的效果。本文還利用上位機(jī)界面,進(jìn)行了定位系統(tǒng)在多層樓道、密閉空間環(huán)境下的測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)多人員的實(shí)時(shí)定位,定位誤差較小,單跳和多跳中繼的時(shí)間低于300ms,能夠滿足實(shí)際不同環(huán)境下,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)交換快速的要求,表明了方案的可行性和可靠性。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【圖文】：

表 4.2 通信模塊引腳定義符號 功能 說明XD 數(shù)據(jù)輸入 連接外部輸出XD 數(shù)據(jù)輸出 連接外部輸入CC 電源正極 范圍 2.8~5.5VND 電源地 模塊的地線傳感器選型與介紹EMS 加速度計(jì)知，在運(yùn)動(dòng)過程中力作用在物體上會(huì)產(chǎn)生加速度，加速度的。而加速度計(jì)就是一種用來測量物體加速度的傳感器。MEM尺寸，靈活的使用和廣闊的應(yīng)用前景正逐漸取代傳統(tǒng)的加速備當(dāng)中廣泛采用。

圖 4.9 磁力計(jì)引腳圖原理，由楞次定理可以計(jì)算出流過閉環(huán)回路的。磁力計(jì)主要運(yùn)用于車輛導(dǎo)航、地質(zhì)勘探和醫(yī)具有較大的測量范圍，且尺寸小，能夠達(dá)到本課表 4.4 所示。表 4.4 磁力計(jì)基本參數(shù)稱 參數(shù)寸 2 2 0.85m電壓 1.95 ~3.6V范圍 1000 T度 0.10 T溫度 -40℃~85℃

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前8條

1 孟祥瑞;徐雪戰(zhàn);趙光明;殷大發(fā);;基于三維可視化與Zigbee技術(shù)的真三維煤礦人員定位[J];煤炭學(xué)報(bào);2014年S2期

2 袁狄平;李牧;李智慧;靳學(xué)勝;;基于慣性導(dǎo)航技術(shù)的消防員室內(nèi)定位技術(shù)[J];消防科學(xué)與技術(shù);2014年12期

3 王俊;金秀峰;黃繼偉;;基于433MHz頻段的無線地磁車位檢測傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)[J];傳感器與微系統(tǒng);2014年10期

4 黃旭;王子歐;季愛明;;基于ZigBee無線Mesh網(wǎng)絡(luò)的溫濕度測量系統(tǒng)[J];微型機(jī)與應(yīng)用;2014年09期

5 肖永劍;;消防單兵室內(nèi)火場無線定位系統(tǒng)[J];電子世界;2014年05期

6 王海丹;邵小桃;;井下無線Mesh網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];軟件;2014年01期

7 錢志鴻;王義君;;面向物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜述[J];電子與信息學(xué)報(bào);2013年01期

8 姜建釗;李二霞;李玉凌;孫智濤;;230MHz無線蜂窩網(wǎng)在農(nóng)網(wǎng)智能化中的應(yīng)用[J];電力系統(tǒng)通信;2012年12期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 趙云;電力桿塔無線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[D];南京大學(xué);2017年

2 袁宗勝;在433MHz下基于DSR算法的MANET設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];北方工業(yè)大學(xué);2016年

3 劉昕;軍用無人機(jī)自組網(wǎng)技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2014年

本文編號：2727620