本文選題：到達相位測距 + 室內(nèi)定位�。� 參考：《華中師范大學》2016年碩士論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代無線網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展和人們生活質(zhì)量的不斷提高,人們對物品以及人員的定位和導航需求日益增大,尤其是在全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)無法覆蓋的室內(nèi)環(huán)境。因此如何確定物品和人員的位置就成了提供位置相關服務的關鍵問題。針對現(xiàn)有室內(nèi)定位系統(tǒng)的成本高、精度低、不易監(jiān)控等缺點,論文研究并實現(xiàn)了一種基于到達相位(POA, phase of arrival)技術的無線室內(nèi)實時定位系統(tǒng)。POA技術成本低,功耗小,精度高,支持天線分集,實現(xiàn)的定位系統(tǒng)具有突出的應用潛力。論文對POA技術原理和硬件進行了深入研究,設計實現(xiàn)了底層、上位機、服務器三層系統(tǒng),改進了測距和定位的算法,并對系統(tǒng)的性能進行了測試。論文的主要工作：(1)設計實現(xiàn)由底層、上位機、服務器三層組成的基于到達相位測距的實時定位系統(tǒng)。底層采用Atmel公司的AT86RF233實現(xiàn)基礎的相位差測距,底層設計節(jié)點管理和地址輪詢測距軟件,實現(xiàn)移動節(jié)點與多錨節(jié)點循環(huán)測距。上位機通過Visual Studio平臺采用C#語言開發(fā),實現(xiàn)數(shù)據(jù)解析、定位計算、實時地圖顯示、日志記錄等功能,定位計算采用改進的基于質(zhì)心定位的三邊定位算法。服務器軟件采用HTTP通信協(xié)議,通過B/S架構的Bootstrap前端開發(fā)框架和ThinkPHP后端開發(fā)框架,實現(xiàn)對上位機定位結果的接收和瀏覽器實時顯示。(2)優(yōu)化POA測距數(shù)據(jù)和改進定位算法。通過引入DQF(距離質(zhì)量因子)進行加權,添加自適應限幅規(guī)則限制較大波動,在不影響測距結果實時性的前提下對其進行優(yōu)化,設計實現(xiàn)了自適應限幅加權濾波器。應用WMMSE(加權最小均方誤差)改進了質(zhì)心定位算法中的定位點確定方式,提升了定位算法適應性。(3)測試了系統(tǒng)在不同環(huán)境下的性能。分別針對系統(tǒng)的定位精度、測量范圍、抗多徑能力、實時性進行了測試。室外遠距離定點測距實驗檢驗系統(tǒng)的測距精度和測量范圍。室內(nèi)外多定點測距對比實驗檢驗系統(tǒng)的抗多徑性能。室內(nèi)長直走道步行測距實驗檢驗系統(tǒng)的測距跟蹤能力。小型地下停車場定點定位實驗檢驗系統(tǒng)的定位精度和穩(wěn)定性。小型地下停車場移動定位實驗檢驗系統(tǒng)的實時定位能力。
[Abstract]:With the rapid development of modern wireless network technology and the continuous improvement of people's quality of life, people's need for positioning and navigation of objects and personnel is increasing day by day, especially in the indoor environment which cannot be covered by GPS.Therefore, how to determine the location of goods and people becomes a key issue in providing location-related services.In view of the disadvantages of the existing indoor positioning system, such as high cost, low precision and not easy to monitor, this paper studies and implements a wireless indoor real-time positioning system based on the arrival phase POA (phase of arrival) technology, which has the advantages of low cost, low power consumption and high precision.Supporting antenna diversity, the realized positioning system has outstanding application potential.This paper deeply studies the principle and hardware of POA, designs and implements the three-layer system of bottom layer, upper computer and server, improves the algorithm of ranging and positioning, and tests the performance of the system.The main work of this paper is to design and implement a real-time positioning system based on phase of arrival ranging, which is composed of three layers: bottom layer, upper computer and server.The bottom layer uses AT86RF233 of Atmel Company to realize the basic phase difference ranging, and the bottom layer designs the software of node management and address polling to realize mobile node and multi-anchor node circular ranging.The upper computer is developed with C # language through Visual Studio platform, which realizes the functions of data analysis, location calculation, real-time map display, log recording and so on. The location calculation adopts an improved trilateral localization algorithm based on centroid positioning.The server software adopts HTTP communication protocol, through the Bootstrap front-end development framework of B / S architecture and the ThinkPHP back-end development frame, realizes the reception of the host computer localization result and the browser real-time display. 2) optimize the POA ranging data and improve the location algorithm.By introducing DQF (distance quality factor) to weighting, adding adaptive limiting rules to limit the large fluctuations, and optimizing the DQF without affecting the real-time of ranging results, an adaptive limiter weighted filter is designed and implemented.WMMSE (weighted minimum mean square error) is used to improve the location point determination method in centroid location algorithm and to improve the adaptability of the positioning algorithm. The performance of the system is tested in different environments.The positioning accuracy, measuring range, anti-multi-path ability and real-time performance of the system are tested.The range accuracy and measurement range of the system are verified by outdoor long distance distance measurement experiment.The anti-multipath performance of the system is tested by indoor and outdoor multi-fixed-point distance measurement.The measurement and tracking ability of the indoor long straight walkway walking distance measuring system is tested.The precision and stability of the fixed-point positioning experiment system for small underground parking lot are tested.The real-time positioning capability of the small underground parking lot mobile positioning experimental system is tested.
【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN92

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1 本報記者 馬靜t，

本文編號：1752777