【摘要】：對于隧道、陵墓這種需要長年累月監(jiān)測是否有人或動物入侵的通道環(huán)境,被動的定位追蹤算法是其首選算法；因為,ZigBee節(jié)點信號覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,通過目標對信號的影響,可以有效的對其定位并追蹤它們的移動軌跡,針對于通道環(huán)境中入侵目標的定位和追蹤,本文研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于ZigBee技術(shù)的室內(nèi)被動定位追蹤算法。本文首先分析目標所處的位置對ZigBee節(jié)點信號的影響,使用了指數(shù)函數(shù)模型對目標離信號的距離與目標對信號的影響所產(chǎn)生的波動進行擬合。根據(jù)目標對信號的影響,本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于CC2430節(jié)點的室內(nèi)被動定位算法,使用概率模型對其結(jié)果進行優(yōu)化。在被動定位算法和目標對射頻信號影響的研究基礎(chǔ)上,針對通道環(huán)境中對于目標追蹤的實時性的需求,設(shè)計并實現(xiàn)了追蹤算法。算法根據(jù)當前時刻信號值的變化和上一時刻目標的位置計算出當前時間片內(nèi)相對于信號連線的移動子向量,通過子向量的合成獲取目標每一刻的移動向量,從而追蹤目標的移動軌跡。針對信號自身不穩(wěn)定性所帶來的誤差問題,本文對追蹤算法進一步優(yōu)化。根據(jù)需要定位和追蹤的入侵目標的特性,引入了馬爾科夫鏈模型來對每個對應(yīng)于信號連線的子向量進行優(yōu)化,賦予了它們不同的權(quán)值,通過加權(quán)和的方式計算目標的移動軌跡。實驗結(jié)果表明,基于ZigBee技術(shù)的室內(nèi)定位追蹤算法能夠有效的定位追蹤通道環(huán)境中入侵目標的移動軌跡,并保證了追蹤的實時性。為了驗證算法的性能,實驗部分還與其他算法的追蹤性能進行了比較。
【圖文】：

逑ＺｉｇＢｅｅ路由器，能夠?qū)⑾⑥D(zhuǎn)發(fā)到其他設(shè)備，也可Ｗ當做終端節(jié)點用；ＺｉｇＢｅｅ終端設(shè)備，逡逑是執(zhí)巧具體功能的設(shè)備。圖３－１（ｂ）為實驗環(huán)境，在通道的一邊布置１０個信號發(fā)射節(jié)點，通逡逑道的另一邊則布置１０個信號接收節(jié)點，作為網(wǎng)關(guān)的Ｚｉ距ｅｅ協(xié)調(diào)器節(jié)點通過仿真器與ＰＣ機逡逑相連，使得ＰＣ機可Ｗ通過串口工具向協(xié)調(diào)器節(jié)點發(fā)送命令；實驗中，信號發(fā)射節(jié)點發(fā)送信逡逑號被信號接收節(jié)點所獲取，接收節(jié)點將獲取到的信號特征信息發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點，之后存儲逡逑到ＰＣ機上。逡逑ｆ邋＾逡逑（ａ）邋ＴＩ－ＣＣ２４３０節(jié)點邐化）模擬通道環(huán)境逡逑圖３－１實驗環(huán)境逡逑在本文中，實驗中使用到的參數(shù)如下所示：逡逑？邐Ｎ：實驗中信號接收Ｖｆ點或信巧發(fā)射結(jié)點的數(shù)量，接收節(jié)點和發(fā)射節(jié)點對稱的布置逡逑在通道環(huán)境中，它們的數(shù)量是相等的。逡逑—ｈｉ邋－邋ｒｉＮ＿逡逑？邐Ｒ＝邋；邐？？？；：表示無干擾環(huán)境下信號接收器接收所有信號發(fā)射器發(fā)射的逡逑Ｔｎｉ邋…Ｉ＊ＮＮ．逡逑ＲＳＳ邋［值矩陣，其中元素ｒｉｋ巧示信號接收器ｋ從信巧發(fā)肘器ｉ巧收到的信號的ＲＳＳＩ值，逡逑ｉ邋＝邋ａ？

的一步轉(zhuǎn)移過程。逡逑對于通道兩邊的信號接收器ｙｘ及發(fā)射器，本文中，將信號發(fā)射節(jié)點表示為信逡逑號接收節(jié)點表示為Ｒｉ，…，Ｒｋ，圖３－２示意了節(jié)點布宜的效果：逡逑屖邐棘…Ｖ做逡逑（－２，０）邐陽邋ｒ0）邐（２．０）逡逑圖３－２節(jié)點布進示意戙逡逑其中，實驗逝道的寬為２ｍ，相鄰節(jié)點間的距離也為２ｍ，對于任何的一個接收器忙點，逡逑它接收所有可Ｗ接收到的、信號發(fā)射節(jié)點發(fā)射的信號。當日標處在圖３－２所示的網(wǎng)絡(luò)中時，逡逑會對網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點間的信號產(chǎn)生衍射、散射、吸收或者反射等影響，本文研究目標處在不同位逡逑置時，對于不同節(jié)點信巧影響的情況，從而建立模}�，通过测v緄氖藎范Ｏ值牟問�，，辶x鮮姑純桑子τ玫酵緄畝ㄎ恢�。辶x希常澹郴冢遙櫻櫻傻鬧肝撇杉槳稿義希常常澳勘甓裕遙櫻櫻傻母扇拍Ｐ灣義夏勘杲肓思囁氐耐縭

本文編號：2538977