發(fā)布時(shí)間：2017-08-27 05:47

  本文關(guān)鍵詞：基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的地下金屬物體的探測(cè)與定位技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 地震波 TDOA定位方法 時(shí)延估計(jì) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

【摘要】：在兵器試驗(yàn)場(chǎng)上,需要對(duì)發(fā)射后的炮彈回收,以便對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做分析研究,彈丸的回收處理均需要確定彈著點(diǎn)的位置。當(dāng)前對(duì)彈著點(diǎn)的定位尚無(wú)有效的方法,因此對(duì)彈著點(diǎn)的探測(cè)與定位技術(shù)的研究就顯得非常必要。炮彈在落地瞬間對(duì)地面的沖擊產(chǎn)生了地震波。在爆炸點(diǎn)周圍布置多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn),接收地震動(dòng)信號(hào),通過(guò)對(duì)接收到的震動(dòng)信號(hào)分析處理,可以推斷出彈丸的落點(diǎn)位置,從而實(shí)現(xiàn)定位。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)由于其自組織、可快速部署、高容錯(cuò)、隱蔽性等諸多優(yōu)點(diǎn)在軍事、環(huán)境、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本課題通過(guò)在定位系統(tǒng)中引入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)：分析了地震波的傳播特性,并深入研究了基于地震波信號(hào)的探測(cè)與定位技術(shù)的原理及方法,基于TDOA定位原理完成了系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,確定了系統(tǒng)的總體硬件架構(gòu),完成了以STM32F103為核心處理器的信號(hào)采集處理電路的設(shè)計(jì)和以JN5148無(wú)線模塊為核心的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)電路的設(shè)計(jì)。使用Keil uVision4和CodeBlocks軟件開發(fā)環(huán)境完成了相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)。在上述研究的基礎(chǔ)上,組建了彈丸落點(diǎn)定位模擬試驗(yàn)系統(tǒng),并對(duì)地震動(dòng)信號(hào)調(diào)理電路、時(shí)間同步電路的同步性能進(jìn)行了測(cè)試。確定了地震檢波器的有效探測(cè)范圍,利用人工模擬震動(dòng)信號(hào),采用單基陣模型和TDOA定位算法獲得了落點(diǎn)的位置。
【關(guān)鍵詞】：地震波 TDOA定位方法 時(shí)延估計(jì) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-12
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)探測(cè)與定位系統(tǒng)發(fā)展概況9-11
• 1.3 主要內(nèi)容安排11-12
• 2 探測(cè)與定位技術(shù)理論基礎(chǔ)12-19
• 2.1 地震波信號(hào)的特性分析12-15
• 2.1.1 地震波的產(chǎn)生及分類12-14
• 2.1.2 地震波的傳播特性14-15
• 2.1.3 彈著點(diǎn)地震波的傳播15
• 2.2 基于地震波的定位算法研究15-18
• 2.2.1 初至波的提取15-17
• 2.2.2 基于TDOA的定位原理17-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)19-28
• 3.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)19-20
• 3.2 時(shí)間同步系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)20-22
• 3.2.1 基本時(shí)間同步方法20-21
• 3.2.2 GPS授時(shí)技術(shù)21-22
• 3.2.3 GPS授時(shí)模塊接口電路設(shè)計(jì)22
• 3.3 地震波信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)22-24
• 3.4 信號(hào)傳輸系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)24-26
• 3.4.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)24
• 3.4.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)24-25
• 3.4.3 無(wú)線模塊硬件接口電路設(shè)計(jì)25-26
• 3.5 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境介紹26-27
• 3.6 本章小結(jié)27-28
• 4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)28-44
• 4.1 系統(tǒng)硬件電路總體設(shè)計(jì)28-29
• 4.2 STM32F103ZET6最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)29-32
• 4.2.1 STM32F103ZET6芯片介紹29
• 4.2.2 最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)29-32
• 4.3 時(shí)間同步電路設(shè)計(jì)32-34
• 4.3.1 GPS授時(shí)模塊選擇32-33
• 4.3.2 GPS授時(shí)電路設(shè)計(jì)33-34
• 4.4 地震波信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)34-40
• 4.4.1 傳感器選型34-35
• 4.4.2 信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)35-37
• 4.4.3 濾波電路設(shè)計(jì)37-38
• 4.4.4 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)38-40
• 4.5 數(shù)據(jù)傳輸部分電路設(shè)計(jì)40-42
• 4.5.1 JN5148模塊40
• 4.5.2 JN5148電源電路設(shè)計(jì)40-41
• 4.5.3 JN5148模塊電路設(shè)計(jì)41-42
• 4.6 本章小結(jié)42-44
• 5 震動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)44-56
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)44
• 5.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)44-50
• 5.2.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)44-45
• 5.2.2 ZigBee星型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)45-47
• 5.2.3 ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)47-50
• 5.3 信號(hào)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)50-55
• 5.3.1 信號(hào)采集系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)50-52
• 5.3.2 GPS信息提取程序設(shè)計(jì)52-53
• 5.3.3 A/D轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)53-54
• 5.3.4 串口通信程序設(shè)計(jì)54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 6 基于地震波的定位算法實(shí)現(xiàn)與模擬實(shí)驗(yàn)研究56-66
• 6.1 基于初至波定位算法的實(shí)現(xiàn)56-60
• 6.1.1 能量比方法的實(shí)現(xiàn)56-57
• 6.1.2 彈著點(diǎn)定位算法的實(shí)現(xiàn)57-60
• 6.2 系統(tǒng)同步性能測(cè)試60-62
• 6.2.1 時(shí)間同步性測(cè)試60-61
• 6.2.2 信號(hào)采集板的同步性試驗(yàn)61-62
• 6.3 地震動(dòng)波速的測(cè)算62-64
• 6.4 地震檢波器有效探測(cè)范圍測(cè)試64-65
• 6.5 本章小結(jié)65-66
• 7 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果及分析66-72
• 7.1 無(wú)線模塊通信實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析66-67
• 7.2 定位系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析67-71
• 7.2.1 定位系統(tǒng)試驗(yàn)驗(yàn)證67-70
• 7.2.2 定位系統(tǒng)誤差分析70-71
• 7.3 本章小結(jié)71-72
• 8 結(jié)論與展望72-75
• 8.1 結(jié)論72
• 8.2 展望72-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78-79
• 致謝79-81

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 聶偉榮;多傳感器探測(cè)與控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)震動(dòng)信號(hào)探測(cè)與識(shí)別[D];南京理工大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 姜上尉;基于光纖干涉儀的地震檢波器研究[D];北京交通大學(xué);2011年

2 徐照勝;地震動(dòng)傳感器的目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別算法研究[D];安徽大學(xué);2010年

3 黃玲;基于地震波的彈著點(diǎn)位置檢測(cè)的設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2012年

4 楊雷明;信號(hào)處理中無(wú)源定位的分析與研究[D];西安電子科技大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：744672