發(fā)布時(shí)間：2019-09-20 19:48

【摘要】：對(duì)于隧道、陵墓這種需要長(zhǎng)年累月監(jiān)測(cè)是否有人或動(dòng)物入侵的通道環(huán)境,被動(dòng)的定位追蹤算法是其首選算法；因?yàn)?ZigBee節(jié)點(diǎn)信號(hào)覆蓋的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,通過(guò)目標(biāo)對(duì)信號(hào)的影響,可以有效的對(duì)其定位并追蹤它們的移動(dòng)軌跡,針對(duì)于通道環(huán)境中入侵目標(biāo)的定位和追蹤,本文研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于ZigBee技術(shù)的室內(nèi)被動(dòng)定位追蹤算法。本文首先分析目標(biāo)所處的位置對(duì)ZigBee節(jié)點(diǎn)信號(hào)的影響,使用了指數(shù)函數(shù)模型對(duì)目標(biāo)離信號(hào)的距離與目標(biāo)對(duì)信號(hào)的影響所產(chǎn)生的波動(dòng)進(jìn)行擬合。根據(jù)目標(biāo)對(duì)信號(hào)的影響,本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于CC2430節(jié)點(diǎn)的室內(nèi)被動(dòng)定位算法,使用概率模型對(duì)其結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。在被動(dòng)定位算法和目標(biāo)對(duì)射頻信號(hào)影響的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)通道環(huán)境中對(duì)于目標(biāo)追蹤的實(shí)時(shí)性的需求,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了追蹤算法。算法根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻信號(hào)值的變化和上一時(shí)刻目標(biāo)的位置計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間片內(nèi)相對(duì)于信號(hào)連線的移動(dòng)子向量,通過(guò)子向量的合成獲取目標(biāo)每一刻的移動(dòng)向量,從而追蹤目標(biāo)的移動(dòng)軌跡。針對(duì)信號(hào)自身不穩(wěn)定性所帶來(lái)的誤差問(wèn)題,本文對(duì)追蹤算法進(jìn)一步優(yōu)化。根據(jù)需要定位和追蹤的入侵目標(biāo)的特性,引入了馬爾科夫鏈模型來(lái)對(duì)每個(gè)對(duì)應(yīng)于信號(hào)連線的子向量進(jìn)行優(yōu)化,賦予了它們不同的權(quán)值,通過(guò)加權(quán)和的方式計(jì)算目標(biāo)的移動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)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(biāo)的移動(dòng)軌跡,并保證了追蹤的實(shí)時(shí)性。為了驗(yàn)證算法的性能,實(shí)驗(yàn)部分還與其他算法的追蹤性能進(jìn)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(dāng)做終端節(jié)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)環(huán)境，在通道的一邊布置１０個(gè)信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)，通逡逑道的另一邊則布置１０個(gè)信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)，作為網(wǎng)關(guān)的Ｚｉ距ｅｅ協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)通過(guò)仿真器與ＰＣ機(jī)逡逑相連，使得ＰＣ機(jī)可Ｗ通過(guò)串口工具向協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令；實(shí)驗(yàn)中，信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)發(fā)送信逡逑號(hào)被信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)所獲取，接收節(jié)點(diǎn)將獲取到的信號(hào)特征信息發(fā)送到協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，之后存儲(chǔ)逡逑到ＰＣ機(jī)上。逡逑ｆ邋＾逡逑（ａ）邋ＴＩ－ＣＣ２４３０節(jié)點(diǎn)邐化）模擬通道環(huán)境逡逑圖３－１實(shí)驗(yàn)環(huán)境逡逑在本文中，實(shí)驗(yàn)中使用到的參數(shù)如下所示：逡逑？邐Ｎ：實(shí)驗(yàn)中信號(hào)接收Ｖｆ點(diǎn)或信巧發(fā)射結(jié)點(diǎn)的數(shù)量，接收節(jié)點(diǎn)和發(fā)射節(jié)點(diǎn)對(duì)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(wú)干擾環(huán)境下信號(hào)接收器接收所有信號(hào)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(hào)接收器ｋ從信巧發(fā)肘器ｉ巧收到的信號(hào)的ＲＳＳＩ值，逡逑ｉ邋＝邋ａ？

的一步轉(zhuǎn)移過(guò)程。逡逑對(duì)于通道兩邊的信號(hào)接收器ｙｘ及發(fā)射器，本文中，將信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)表示為信逡逑號(hào)接收節(jié)點(diǎn)表示為Ｒｉ，…，Ｒｋ，圖３－２示意了節(jié)點(diǎn)布宜的效果：逡逑屖邐棘…Ｖ做逡逑（－２，０）邐陽(yáng)邋ｒ0）邐（２．０）逡逑圖３－２節(jié)點(diǎn)布進(jìn)示意戙逡逑其中，實(shí)驗(yàn)逝道的寬為２ｍ，相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離也為２ｍ，對(duì)于任何的一個(gè)接收器忙點(diǎn)，逡逑它接收所有可Ｗ接收到的、信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)。當(dāng)日標(biāo)處在圖３－２所示的網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，逡逑會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)間的信號(hào)產(chǎn)生衍射、散射、吸收或者反射等影響，本文研究目標(biāo)處在不同位逡逑置時(shí)，對(duì)于不同節(jié)點(diǎn)信巧影響的情況，從而建立模}玻ü鈜緄氖藎范Ｏ值牟問(wèn)�，，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(hào)：2538977