本文關(guān)鍵詞：基于nanoPAN5375的監(jiān)獄犯人定位跟蹤系統(tǒng)

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【摘要】：近些年來監(jiān)獄事故不斷,罪犯越獄、暴力沖突等時常發(fā)生,影響十分惡劣,監(jiān)獄安全也面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了使監(jiān)獄安全得到保障,除了靜態(tài)的物防之外必須要充分利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)。本文通過創(chuàng)新的監(jiān)獄犯人定位跟蹤系統(tǒng),實時的監(jiān)控犯人的動態(tài),可以提升監(jiān)獄的監(jiān)控效率,提高監(jiān)獄的安全性。在現(xiàn)有的用于監(jiān)獄犯人定位跟蹤的技術(shù)中,有紅外線、RFID、wifi、超聲波、UWB和Zigbee等,然而在監(jiān)獄這樣一個特殊的環(huán)境下,與其他技術(shù)相比基于CSS技術(shù)的nanoPAN5375模塊優(yōu)勢明顯,其不僅測距精度極高而且通訊的距離遠、穿透能力強。本文設(shè)計了一種基于nanoPAN5375模塊的監(jiān)獄犯人定位跟蹤系統(tǒng),主要包括定位跟蹤系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)、定位算法的研究、系統(tǒng)性能的測試與分析。首先分析了下位機各節(jié)點模塊:基站節(jié)點、標(biāo)簽節(jié)點、數(shù)據(jù)接收器USB stick節(jié)點的硬件設(shè)計,其中基站節(jié)點和標(biāo)簽節(jié)點均采用nano PAN5375模塊為硬件基礎(chǔ)進行設(shè)計,而數(shù)據(jù)接收器USB stick節(jié)點通過USB接口與上位機通信;系統(tǒng)采用SDS-TWR測距算法實現(xiàn)標(biāo)簽和各基站之間的測距功能,并結(jié)合主動式測距方案完成了基站節(jié)點、標(biāo)簽節(jié)點和數(shù)據(jù)接收器USB stick節(jié)點程序的編寫;上位機監(jiān)控系統(tǒng)基于C++開發(fā)語言在Qt開發(fā)環(huán)境下進行開發(fā),上位機監(jiān)控系統(tǒng)首先通過讀取并分析USB接口傳來的測距數(shù)據(jù)實現(xiàn)與下位機測距系統(tǒng)的交互,隨后將測距數(shù)據(jù)通過卡爾曼濾波算法和指紋匹配算法解算出位置坐標(biāo),并在監(jiān)控界面上顯示,為了提高監(jiān)控的效率監(jiān)控界面設(shè)計中增加了犯人實時移動軌跡顯示功能;最后對系統(tǒng)進行整體測試,達到了預(yù)期的效果。本文對定位算法也有深入的研究,特別是卡爾曼濾波算法和基于距離值指紋匹配算法的研究與應(yīng)用取得了非常好的效果�？柭鼮V波算法用于提高測距精度和坐標(biāo)精度;基于距離值的指紋匹配算法是結(jié)合距離濾波效果提出的一種在監(jiān)獄環(huán)境下的全新應(yīng)用,最后實驗表明該算法有效可行。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5

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本文編號：1151175