發(fā)布時間：2017-05-04 10:03

  本文關鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)技術的圖書檢索導航系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：圖書館內(nèi)的圖書是根據(jù)圖書分類號進行編號和整理的,讀者在借閱圖書時需在計算機上檢索圖書編號,再借助圖書館平面布局圖到達指定館藏室查詢書架上圖書的編號范圍,最后將查找的目標鎖定在某個書架上。這種圖書借閱服務缺乏直觀性,使得讀者借閱圖書時耗時較多,特別是對于不熟悉圖書館平面布局的讀者和規(guī)模較大的圖書館而言,這種問題更為突出。本文設計了一種圖書檢索導航系統(tǒng),將Zig Bee室內(nèi)定位技術應用在圖書館內(nèi),以目標圖書所在書架作為定位目標,根據(jù)室內(nèi)的Zig Bee無線傳感網(wǎng)絡對讀者實時位置定位,最終在手持終端上顯示書架和讀者位置以及導航路徑。圖書檢索導航系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的圖書館提供的圖書借閱服務更加便捷直觀,能減少借閱圖書時的耗時。本文的主要工作可總結如下:(1)Zig Bee技術研究及定位算法改進。分析比較幾種無線定位技術優(yōu)缺點,確定以Zig Bee技術為依托構建圖書館室內(nèi)無線傳感網(wǎng)絡。構建無線傳感網(wǎng)絡時,在圖書館各個書架上放置Zig Bee無線傳感器作為參考節(jié)點,讀者使用的手持終端連接帶定位引擎的傳感器作為盲節(jié)點。研究了幾種常用的定位算法,并在加權質(zhì)心算法的基礎上提出了一種改進算法,改進的算法更加方便、實時性較強。通過Matlab對質(zhì)心算法、PDR-WCL加權質(zhì)心算法以及改進的算法進行了比較,實驗結果表明改進的算法定位精度更高,定位誤差在1米左右。(2)無線傳感器節(jié)點的軟硬件設計。在構建的Zig Bee無線傳感網(wǎng)絡中傳感器節(jié)點包括參考節(jié)點、協(xié)調(diào)器以及盲節(jié)點,參考節(jié)點和協(xié)調(diào)器使用的芯片為CC2430,盲節(jié)點使用帶有定位引擎的CC2431芯片。硬件方面分別設計了各節(jié)點的模塊電路,如電源電路、串口電路、天線電路等,完成了各節(jié)點的PCB板設計。軟件方面實現(xiàn)了節(jié)點與節(jié)點之間的無線通信以及節(jié)點的串口通信。(3)上位機及其與協(xié)調(diào)器串口通信設計。在VB環(huán)境下對上位機的主窗體、參考節(jié)點窗體、盲節(jié)點窗體以及地圖窗體進行了設計,實現(xiàn)了在上位機上配置參考節(jié)點和盲節(jié)點的數(shù)據(jù)等功能。建立了上位機與協(xié)調(diào)器之間的串口通信,并將各節(jié)點配置數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器,再由協(xié)調(diào)器無線發(fā)送至各參考節(jié)點和盲節(jié)點。在調(diào)試上位機與協(xié)調(diào)器串口通信時,將協(xié)調(diào)器與ARM7開發(fā)板連接,并通過串口助手觀察到接收的數(shù)據(jù)與盲節(jié)點實際坐標一致,驗證了上位機能正常工作以及上位機與協(xié)調(diào)器串口通信正常。(4)嵌入式手持終端的軟硬件設計。硬件方面以STM32F103RCT6作為手持終端處理器芯片,搭載2.8寸TFT觸摸屏用于輸入和顯示,由于手持終端作為盲節(jié)點使用,建立了其與帶定位引擎的Zig Bee傳感節(jié)點之間的串口連接。軟件方面設計了虛擬鍵盤,在觸摸屏上可以輸入目標書架號,實現(xiàn)了手持終端與盲節(jié)點之間的串口通信以及顯示目標書架坐標及讀者實時坐標,繼而根據(jù)兩個坐標和電子地圖實現(xiàn)路徑規(guī)劃。本文將Zig Bee定位技術與嵌入式緊密結合起來構建了一套圖書檢索導航系統(tǒng),不僅可以解決圖書館室內(nèi)定位系統(tǒng),而且能為未來的智慧圖書館的建設提供一種模型。
【關鍵詞】：ZigBee 無線傳感網(wǎng)絡 加權質(zhì)心算法 圖書 定位導航
【學位授予單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-16
• 1.1 研究目的及意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 研究內(nèi)容及論文章節(jié)安排15-16
• 2 系統(tǒng)方案設計16-20
• 2.1 系統(tǒng)需求分析16
• 2.2 方案設計16-19
• 2.3 本章小結19-20
• 3 定位算法研究20-33
• 3.1 無線傳感網(wǎng)絡概述20-23
• 3.1.1 組成結構20-21
• 3.1.2 網(wǎng)絡拓撲21-22
• 3.1.3 網(wǎng)絡特點22-23
• 3.1.4 系統(tǒng)無線傳感網(wǎng)絡構建23
• 3.2 基于測距的定位算法分析23-27
• 3.2.1 測距技術23-25
• 3.2.2 三邊測量法25-26
• 3.2.3 三角測量法26
• 3.2.4 極大似然估計法26-27
• 3.3 無需測距的定位算法分析27-29
• 3.3.1 APIT算法27
• 3.3.2 DV-Hop算法27-28
• 3.3.3 質(zhì)心算法28-29
• 3.4 改進加權質(zhì)心定位算法研究29-32
• 3.4.1 加權質(zhì)心算法29
• 3.4.2 改進的加權質(zhì)心算法29-31
• 3.4.3 改進算法仿真與分析31-32
• 3.5 本章小結32-33
• 4 傳感器節(jié)點設計33-46
• 4.1 節(jié)點硬件設計33-38
• 4.1.1 ZigBee芯片選型33-34
• 4.1.2 USB轉(zhuǎn)串口電路34-35
• 4.1.3 電源電路35
• 4.1.4 高頻天線35-36
• 4.1.5 協(xié)調(diào)器硬件設計36-37
• 4.1.6 參考節(jié)點及盲節(jié)點硬件設計37-38
• 4.2 節(jié)點軟件設計38-45
• 4.2.1 IAR開發(fā)環(huán)境38
• 4.2.2 Z-stack開發(fā)流程38-39
• 4.2.3 協(xié)調(diào)器軟件設計39-40
• 4.2.4 參考節(jié)點軟件設計40-42
• 4.2.5 盲節(jié)點軟件設計42-45
• 4.3 本章小結45-46
• 5 上位機與無線傳感網(wǎng)絡通信設計46-56
• 5.1 上位機設計46-48
• 5.1.1 上位機功能分析46
• 5.1.2 上位機開發(fā)環(huán)境46-47
• 5.1.3 上位機窗口設計47-48
• 5.2 上位機與協(xié)調(diào)器串口通信設計48-53
• 5.2.1 串口通信數(shù)據(jù)分析48-51
• 5.2.2 上位機串口通信設計51-52
• 5.2.3 協(xié)調(diào)器串口通信設計52-53
• 5.3 運行調(diào)試及分析53-55
• 5.4 本章小結55-56
• 6 手持終端設計56-72
• 6.1 手持終端功能分析56-57
• 6.2 手持終端硬件設計57-60
• 6.2.1 處理器芯片選型57-58
• 6.2.2 觸摸屏模塊設計58-59
• 6.2.3 電源模塊設計59
• 6.2.4 ISP下載模塊設計59
• 6.2.5 串口模塊設計59-60
• 6.3 手持終端軟件設計60-69
• 6.3.1 STM32 開發(fā)環(huán)境60-61
• 6.3.2 虛擬鍵盤軟件設計61-65
• 6.3.3 顯示界面軟件設計65-67
• 6.3.4 手持終端與盲節(jié)點通信設計67-69
• 6.4 路徑規(guī)劃69-70
• 6.5 手持終端調(diào)試與分析70-71
• 6.6 本章小結71-72
• 7 工作總結72-74
• 7.1 工作總結72-73
• 7.2 工作展望73-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-78
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄78-79

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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3 朱洪波;楊龍祥;金石;張登銀;程崇虎;朱琦;郭永安;;物聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同創(chuàng)新體系與智慧服務產(chǎn)業(yè)研究[J];南京郵電大學學報(自然科學版);2014年01期

4 董曉霞;龔向陽;張若林;嚴潮斌;;基于物聯(lián)網(wǎng)的智能圖書館設計與實現(xiàn)[J];圖書館雜志;2011年03期

5 郭秀梅;;基于物聯(lián)網(wǎng)的圖書館圖書動態(tài)指示系統(tǒng)構建探討[J];圖書館論壇;2012年05期

6 楊新宇;孔慶茹;戴湘軍;;一種改進的加權質(zhì)心定位算法[J];西安交通大學學報;2010年08期

7 羅衛(wèi)兵;胡健生;;基于STM32+ucGUI的北斗導航定位系統(tǒng)設計[J];液晶與顯示;2014年02期

  本文關鍵詞：基于物聯(lián)網(wǎng)技術的圖書檢索導航系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：344842