基于433MHz頻段無線傳感網(wǎng)的射頻層析成像定位研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-22 11:14
利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)的目標(biāo)定位技術(shù)在眾多領(lǐng)域有著非常重要的作用,但在目前大部分應(yīng)用中,傳統(tǒng)定位方案都要求定位目標(biāo)本身攜帶無線設(shè)備并能夠收發(fā)無線信號(hào),目標(biāo)的位置估計(jì)建立在目標(biāo)和測量節(jié)點(diǎn)間能夠進(jìn)行無線測量的基礎(chǔ)上。但在一些應(yīng)用場合,如非法入侵檢測、人員搜救、特殊情況下的老人照料等,定位目標(biāo)往往不能夠或者不愿意攜帶無線設(shè)備,傳統(tǒng)的無線定位方法便失去了作用。為了克服傳統(tǒng)定位方式要求定位目標(biāo)必須攜帶與定位系統(tǒng)相匹配的定位設(shè)備的不足,無需定位目標(biāo)攜帶任何定位裝置,也無需定位目標(biāo)主動(dòng)參與定位過程的無設(shè)備目標(biāo)定位(Device-free localization,DFL)技術(shù)受到廣泛關(guān)注。在現(xiàn)有DFL方法中,受醫(yī)學(xué)層析成像啟發(fā)的射頻層析成像(Radio Tomographic Imaging,RTI)方法,由于其直觀性強(qiáng)而成為當(dāng)前DFL的主流方式之一。RTI方法通過在目標(biāo)區(qū)域的邊緣布置若干收發(fā)節(jié)點(diǎn),根據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)強(qiáng)度(Received Signal strength,RSS)的變化來反映目標(biāo)的影響,并用正則化方法反演出目標(biāo)位置圖像。RT...
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1基于幾何定位示意圖??
內(nèi)目標(biāo)的成像,RTI方法首次由Wilson和Patwari提出t22]。在DFL領(lǐng)域中,RT1??是一種借助于工業(yè)CT原理,將DFL建模成一個(gè)無線電層析成像問題的方法_【1?。??其基本思想為:如圖1.2所示,首先對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行平面網(wǎng)格劃分,就是將平??面區(qū)域劃分為多個(gè)形狀相同面積相等的網(wǎng)格,我們將這些劃分后的網(wǎng)格稱之為像??素,然后建立相應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),通過傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信構(gòu)成多條鏈路??3??
15?14?13???節(jié)點(diǎn)?X目標(biāo)一干擾鏈路??圖1.2無線傳感鏈路示意圖??當(dāng)無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信時(shí),無線信號(hào)穿過的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi),遮擋物(目??標(biāo))導(dǎo)致電磁波發(fā)生吸收、反射、衍射和散射等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象導(dǎo)致鏈路上的??RSS值發(fā)生變化,整個(gè)像素區(qū)域產(chǎn)生陰影衰落,從而實(shí)現(xiàn)RTI定位。??現(xiàn)在假設(shè)傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為M那么該傳感器網(wǎng)絡(luò)中就有i=#(#-l)/2條??雙向鏈路,將檢測區(qū)域分成M個(gè)像素點(diǎn)。每當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入監(jiān)測區(qū)域,會(huì)對穿過其??的鏈路以及其周邊鏈路產(chǎn)生影響。RTI中假設(shè)每天鏈路信號(hào)強(qiáng)度變化是由眾多像??素對其造成影響的合成,對應(yīng)像素的影響隨鏈路信號(hào)強(qiáng)度的變化而變化,用乃(〇??表示第/'條鏈路在/時(shí)刻的RSS值,⑴可表示為:??=?(1-2)??乃為節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,為大尺度衰落,及與節(jié)點(diǎn)之間的距離長短、設(shè)備的??不一致性等因素有關(guān),丨(〇為陰影衰落,巧⑴為因傳感器節(jié)點(diǎn)的載波相位不同??而引起的相似引起的建設(shè)性衰落或非建設(shè)性衰落
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于圖像特征融合的蘋果在線分級方法[J]. 黃辰,費(fèi)繼友. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]不同光照條件下二值化技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 李龍光,蘇靜,韓海倫,喬海強(qiáng),錢帆. 電子世界. 2015(20)
[3]一種改進(jìn)的TDOA無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法[J]. 張會(huì)新,陳德沅,彭晴晴,史磊. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]一種基于區(qū)域生長算法的脊椎椎體提取方法[J]. 曾鵬,王正勇,滕奇志. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(06)
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)[J]. 劉明,董朋濤,王敬華,楊三平. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2013(02)
[6]基于改進(jìn)型最大類間方差法的瞳孔定位方法[J]. 黃麗麗,楊帆,王東強(qiáng),唐云建. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2013(23)
[7]一種基于OpenCV的多扇區(qū)圓檢測方法[J]. 矣昕寶,全海燕,許伶俐. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(16)
[8]一種自適應(yīng)的Canny邊緣檢測算法[J]. 薛麗霞,李濤,王佐成. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2010(09)
[9]基于超寬帶的TOA定位技術(shù)研究[J]. 張華,宋正勛,石云,李娜,張福威. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2008(01)
[10]一種基于區(qū)域生長的CT序列圖像分割算法[J]. 彭豐平,鮑蘇蘇. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2007(05)
碩士論文
[1]基于背景提取的無設(shè)備目標(biāo)定位(DFPL)技術(shù)研究[D]. 傅童昌健.南京師范大學(xué) 2014
[2]基于ZigBee技術(shù)的定位技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 何平.南京郵電大學(xué) 2012
[3]基于智能天線技術(shù)的RFID信號(hào)提取方法研究[D]. 陳偉峰.湖南大學(xué) 2009
本文編號(hào):3450985
【文章來源】:南京師范大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:59 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1基于幾何定位示意圖??
內(nèi)目標(biāo)的成像,RTI方法首次由Wilson和Patwari提出t22]。在DFL領(lǐng)域中,RT1??是一種借助于工業(yè)CT原理,將DFL建模成一個(gè)無線電層析成像問題的方法_【1?。??其基本思想為:如圖1.2所示,首先對待監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行平面網(wǎng)格劃分,就是將平??面區(qū)域劃分為多個(gè)形狀相同面積相等的網(wǎng)格,我們將這些劃分后的網(wǎng)格稱之為像??素,然后建立相應(yīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),通過傳感器節(jié)點(diǎn)之間的通信構(gòu)成多條鏈路??3??
15?14?13???節(jié)點(diǎn)?X目標(biāo)一干擾鏈路??圖1.2無線傳感鏈路示意圖??當(dāng)無線傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信時(shí),無線信號(hào)穿過的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi),遮擋物(目??標(biāo))導(dǎo)致電磁波發(fā)生吸收、反射、衍射和散射等現(xiàn)象。這些現(xiàn)象導(dǎo)致鏈路上的??RSS值發(fā)生變化,整個(gè)像素區(qū)域產(chǎn)生陰影衰落,從而實(shí)現(xiàn)RTI定位。??現(xiàn)在假設(shè)傳感器節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為M那么該傳感器網(wǎng)絡(luò)中就有i=#(#-l)/2條??雙向鏈路,將檢測區(qū)域分成M個(gè)像素點(diǎn)。每當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入監(jiān)測區(qū)域,會(huì)對穿過其??的鏈路以及其周邊鏈路產(chǎn)生影響。RTI中假設(shè)每天鏈路信號(hào)強(qiáng)度變化是由眾多像??素對其造成影響的合成,對應(yīng)像素的影響隨鏈路信號(hào)強(qiáng)度的變化而變化,用乃(〇??表示第/'條鏈路在/時(shí)刻的RSS值,⑴可表示為:??=?(1-2)??乃為節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,為大尺度衰落,及與節(jié)點(diǎn)之間的距離長短、設(shè)備的??不一致性等因素有關(guān),丨(〇為陰影衰落,巧⑴為因傳感器節(jié)點(diǎn)的載波相位不同??而引起的相似引起的建設(shè)性衰落或非建設(shè)性衰落
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于圖像特征融合的蘋果在線分級方法[J]. 黃辰,費(fèi)繼友. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]不同光照條件下二值化技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 李龍光,蘇靜,韓海倫,喬海強(qiáng),錢帆. 電子世界. 2015(20)
[3]一種改進(jìn)的TDOA無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位算法[J]. 張會(huì)新,陳德沅,彭晴晴,史磊. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]一種基于區(qū)域生長算法的脊椎椎體提取方法[J]. 曾鵬,王正勇,滕奇志. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2014(06)
[5]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)[J]. 劉明,董朋濤,王敬華,楊三平. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2013(02)
[6]基于改進(jìn)型最大類間方差法的瞳孔定位方法[J]. 黃麗麗,楊帆,王東強(qiáng),唐云建. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2013(23)
[7]一種基于OpenCV的多扇區(qū)圓檢測方法[J]. 矣昕寶,全海燕,許伶俐. 科學(xué)技術(shù)與工程. 2011(16)
[8]一種自適應(yīng)的Canny邊緣檢測算法[J]. 薛麗霞,李濤,王佐成. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2010(09)
[9]基于超寬帶的TOA定位技術(shù)研究[J]. 張華,宋正勛,石云,李娜,張福威. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2008(01)
[10]一種基于區(qū)域生長的CT序列圖像分割算法[J]. 彭豐平,鮑蘇蘇. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2007(05)
碩士論文
[1]基于背景提取的無設(shè)備目標(biāo)定位(DFPL)技術(shù)研究[D]. 傅童昌健.南京師范大學(xué) 2014
[2]基于ZigBee技術(shù)的定位技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 何平.南京郵電大學(xué) 2012
[3]基于智能天線技術(shù)的RFID信號(hào)提取方法研究[D]. 陳偉峰.湖南大學(xué) 2009
本文編號(hào):3450985
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