【摘要】：目前室外定位主要依賴于全球定位系統(tǒng),但它的信號易受遮擋,數(shù)據(jù)通信需要借助3G/4G網絡,而基站的架設成本十分高昂。LoRa作為一種新興的物聯(lián)網接入技術,信號的穿透力強,網絡部署成本低,覆蓋面積廣。因此,本文選擇基于LoRa的定位技術作為研究內容。定位時可以利用無線信號傳播過程中的各種特征參數(shù),主要有接收信號強度、信號到達角度、信號到達的時間、信號到達不同網關的時間差這四種。本文對利用這四種特征參數(shù)進行定位的方法進行了介紹、分析,根據(jù)LoRa的技術特點選出最合適方法,即TDOA方法來進行LoRa定位。影響TDOA定位精度的一個主要因素是網關之間的同步效果,本文針對網關之間由于不嚴格同步導致存在相對時間誤差,影響定位精度的問題提出了一種基于信標節(jié)點輔助的LoRa定位算法,仿真結果表明,在網關之間相對時間誤差較大時,該算法相比于傳統(tǒng)的chan、Taylor、遺傳算法定位精度更高,并且在某些網關出現(xiàn)比較大的時間偏差的情況下,仍能精確定位,具有更強的魯棒性。本文提出的基于信標節(jié)點輔助的LoRa定位算法只需要數(shù)據(jù)包到達網關的時間信息,當待定位終端的位置固定或移動的周期與業(yè)務報文發(fā)送周期相對一致時,不需要發(fā)送特定的定位報文,可以使用業(yè)務報文的發(fā)送和到達時間戳信息來進行位置解算。當待定位終端的移動的周期與業(yè)務報文發(fā)送周期不一致時,如果業(yè)務報文發(fā)送的發(fā)送周期不便調節(jié)或終端本身沒有業(yè)務報文要發(fā)送時,就需要終端以一定頻率發(fā)送定位報文。定位報文的發(fā)送頻率與物體的跟蹤定位效果成正比,如果要實時掌握移動物體的位置情況,必然要求一個較高的發(fā)送頻率,這會破壞LoRa的低功耗特性。所以本文中提出一種根據(jù)運動目標未來運動趨勢來自適應調整定位報文發(fā)送頻率的算法。移動物體的行為自然存在周期性和規(guī)律性。例如,鳥類每年都有遷徙模式,人們通常會在固定時間沿固定軌跡活動,例如上下班,從公司到食堂等。因此,本文提出一種發(fā)現(xiàn)移動物體活動的熱點和周期性行為的算法,通過一個概率分布矩陣來描述移動物體在不同時刻位于不同地區(qū)的概率。通過這個概率分布矩陣來預測移動物體未來的運動趨勢,進而調節(jié)終端節(jié)點發(fā)送定位報文的頻率,即本文提出的移動終端的低能耗BALPA算法。本文在一個真實的數(shù)據(jù)集進行測試,測試結果表明該算法針對周期性比較高的移動物體的軌跡,能夠在不增大軌跡誤差的前提下,降低定位報文發(fā)送頻率,節(jié)約終端能耗。但具體的節(jié)約效果要視物體在一個周期內位于熱點的時間占整個周期的比例和熱點面積占整個活動范圍的比例而論。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.44;TN929.5
【圖文】：

LoRa層結構

LoRaWAN網絡架構

接收窗口示意圖

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 郭華;;TDOA定位技術的基本原理和算法[J];西安郵電學院學報;2007年01期

相關會議論文 前1條

1 戴偉;吳文南;吉銀;;基于LoRa和NB-IoT的北斗定位的應用研究[A];第九屆中國衛(wèi)星導航學術年會論文集——S01 衛(wèi)星導航應用技術[C];2018年

相關碩士學位論文 前3條

1 虞閣飛;基于LoRa的LPWAN節(jié)能技術研究[D];電子科技大學;2018年

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本文編號：2782858