發(fā)布時(shí)間：2020-06-11 12:34

【摘要】：隨著“萬物互聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)這一概念的提出,礙于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)需要物理連接才可以滿足通訊的要求,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。位置信息的獲取是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)舉足輕重的問題。在室外環(huán)境下,人們通常利用Glbal Positioning System(即GPS)就可以較為容易的獲取想要的位置信息。但是在室內(nèi)環(huán)境下,由于鋼筋水泥的建筑結(jié)構(gòu)會(huì)嚴(yán)重影響到GPS信號(hào)的傳播,因此人們只能通過其他方式來獲取所需的位置信息。為此,眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究并取得了一定進(jìn)展。1.本文在以往研究的基礎(chǔ)上,總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外較為常用的室內(nèi)定位方案,并對(duì)不同定位方案所存在的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)進(jìn)行了討論。2.通過分析室內(nèi)運(yùn)動(dòng)的單一性,本文構(gòu)建了適用于室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)模型,利用MPU6050六軸運(yùn)動(dòng)處理模塊分析了以Inertial Measurement Unit(簡(jiǎn)寫為IMU)為載體的定位方案,發(fā)現(xiàn)對(duì)于該方案存在定位初期精度較高,但隨著定位時(shí)間的延長(zhǎng),定位精度發(fā)生明顯劣化的問題。因此只利用以IMU為載體室內(nèi)定位方案無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。3.對(duì)于Zigbee位置指紋進(jìn)行定位的方案而言,根據(jù)無線信號(hào)傳播的理論模型分析出影響定位精度的因素。通過理論分析,提出了一種優(yōu)化的K近鄰匹配算法。改進(jìn)了指紋匹配中的權(quán)重因子取值,以CC2530無線節(jié)點(diǎn)模塊為硬件基礎(chǔ)獲取了室內(nèi)定位數(shù)據(jù),通過一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)方法的有效性。4.為了平衡定位精度與定位時(shí)間之間的關(guān)系,本文提出了基于Zigbee與IMU定位信息融合的室內(nèi)定位方案。具體而言,該方案基于卡爾曼融合的思想。在短時(shí)間定位時(shí),為IMU獲取的位置信息賦予更高的權(quán)重。而對(duì)于需要長(zhǎng)時(shí)間定位的情況下,將Zigbee獲取的位置信息賦予更高權(quán)重,并根據(jù)定位時(shí)間不斷的更新定位結(jié)果以獲取更加精準(zhǔn)的位置信息。并通過實(shí)驗(yàn)所測(cè)數(shù)據(jù)體現(xiàn)了該融合定位方案的精確性。
【圖文】：

對(duì)利用紅外線進(jìn)行定位的場(chǎng)景產(chǎn)生較大干擾，同時(shí)，并設(shè)置唯一對(duì)應(yīng)的 ID，因此會(huì)有較高的安裝費(fèi)用2()21cttd 與阻礙物間的距離，表了發(fā)出光波的時(shí)刻與接到光波的時(shí)刻。法即在某一平面內(nèi)，，已知某點(diǎn)與不在同一條直線上的確認(rèn)這個(gè)點(diǎn)的位置。如圖 1.1 所示，設(shè) (,)00x y表示 A，B 與 C 的坐標(biāo)已知分別為 (,)11x y、 (,)22x y、 (x ABC 的間隔跨度。

與已知節(jié)點(diǎn)不處于同一平面的情形和未知節(jié)點(diǎn)與空間內(nèi)不在同一條直點(diǎn)之間的距離已知條件下，同樣可以通過上述辦法獲取到信息不確定。 PDR（行人航跡推算）的定位方法[29][30]R 定位方法主要是依賴前文提到的IMU進(jìn)行工作的。由待定位人員攜進(jìn)行移動(dòng)，根據(jù)行人移動(dòng)時(shí)的步態(tài)特征來進(jìn)行自身相對(duì)位置的更新。類的行走活動(dòng)可以看作左右腳交替前進(jìn)的周期性的運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程空間的三個(gè)軸向中生成不同加速度。假定行人面朝方向?yàn)?y 軸，行人軸，豎直方向 z 軸，在 i 時(shí)刻行人在三個(gè)軸向上的加速度分別為ixa， 1.5 計(jì)算三軸合加速度，記錄合加速度值的變化。iziyixia a a a設(shè)行人處于勻速直線運(yùn)動(dòng)的情況下，其加速度的值與時(shí)間的關(guān)系如圖示。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：2707912