發(fā)布時(shí)間：2017-08-22 03:14

  本文關(guān)鍵詞：基于nanoPAN定位技術(shù)在物流停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 物流車輛定位 高精度 嵌入式系統(tǒng) nanoPAN5375 二維定位 加權(quán)校正算法

【摘要】：現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異,已發(fā)展成為國民經(jīng)濟(jì)的支柱行業(yè)之一。物流園區(qū)停車場(chǎng)內(nèi)的車輛定位監(jiān)控對(duì)于提高物流產(chǎn)業(yè)的信息化和智能化具有重要作用,并已經(jīng)在物流運(yùn)輸實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。其中基于衛(wèi)星導(dǎo)航的車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)比較成熟,但是GPS無法應(yīng)用于停車場(chǎng)內(nèi)車輛高精度定位的需求,而超聲波、Wi-Fi、RFID、UWB等技術(shù)在停車場(chǎng)內(nèi)定位的應(yīng)用中也都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。因此,選取合適的無線定位技術(shù)對(duì)物流園區(qū)停車場(chǎng)車輛定位系統(tǒng)非常重要。本文的課題需要對(duì)入場(chǎng)的物流車輛進(jìn)行定位和監(jiān)控管理。主要研究是基于nanoPAN的物流停車場(chǎng)車輛定位的系統(tǒng),研究的主要內(nèi)容如下：首先,介紹和分析了目前常用的幾種無線定位系統(tǒng),重點(diǎn)研究了線性調(diào)頻擴(kuò)頻(CSS)技術(shù),并與其它幾種無線定位技術(shù)做了技術(shù)特點(diǎn)以及優(yōu)勢(shì)的比較。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于nanoPAN5375射頻模塊的物流停車場(chǎng)無線定位系統(tǒng),該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括無線終端的軟、硬件設(shè)計(jì),上位機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。其次,通過研究三維空間中位置計(jì)算的基本方法,并對(duì)三維空間定位結(jié)果進(jìn)行了分析,出于對(duì)實(shí)時(shí)性和實(shí)用性的考量,確定了以二維平面定位為本文的方向。系統(tǒng)采用了基于信號(hào)傳播時(shí)間的雙邊雙路測(cè)距算法(SDS-TWR),完成了無線終端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)距程序的代碼編寫,實(shí)現(xiàn)了測(cè)距；為克服環(huán)境對(duì)定位精度造成的不利影響,本文采用了一種卡爾曼濾波算法,并提出了一種結(jié)合三邊測(cè)量定位的加權(quán)校正定位算法進(jìn)行二維平面中的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的定位。定位系統(tǒng)首先利用三邊測(cè)量定位算法計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)的初始坐標(biāo)位置,然后結(jié)合使用初次定位獲得的參考節(jié)點(diǎn)與待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置信息來確定參考節(jié)點(diǎn)與待測(cè)節(jié)點(diǎn)的近鄰程度,并通過參考節(jié)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)與估算坐標(biāo)之間的誤差,來校正待測(cè)節(jié)點(diǎn)的初始估算坐標(biāo),從而降低了定位誤差。最后,本系統(tǒng)的硬件部分以嵌入式ARM為平臺(tái),以德國Nanotran公司的nanoPAN5375射頻模塊為定位的核心。軟件設(shè)計(jì)主要由無線終端軟件系統(tǒng)和上位機(jī)軟件系統(tǒng)組成。無線終端主要用于收集測(cè)距數(shù)據(jù)及車載終端的單獨(dú)顯示：上位機(jī)主要用于計(jì)算坐標(biāo)位置和對(duì)整個(gè)定位過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示。定位系統(tǒng)結(jié)果測(cè)試表明：該系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)了定位精度高、范圍廣、實(shí)時(shí)性好以及低成本等指標(biāo)的要求。最后,根據(jù)該系統(tǒng)的不足之處,給出了將來進(jìn)一步改善的方法和思路。
【關(guān)鍵詞】：物流車輛定位 高精度 嵌入式系統(tǒng) nanoPAN5375 二維定位 加權(quán)校正算法
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP315;TN92
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10-13
• 1.1.1 課題的研究背景10-11
• 1.1.2 課題的研究意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.3 現(xiàn)階段停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的缺陷14-16
• 1.4 課題研究的主要內(nèi)容16-17
• 1.5 論文的章節(jié)安排17-18
• 第2章 無線定位技術(shù)分析18-28
• 2.1 定位技術(shù)介紹18-21
• 2.2 測(cè)距方法分析21-24
• 2.2.1 基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間的測(cè)距方法(TOA)22
• 2.2.2 基于信號(hào)到達(dá)時(shí)間差的測(cè)距方法(TDOA)22-23
• 2.2.3 基于接收信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)距方法(RSSI)23-24
• 2.3 位置估計(jì)算法分析24-27
• 2.3.1 三邊測(cè)量定位法24-25
• 2.3.2 K近鄰算法25-26
• 2.3.3 校正定位算法26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 二維平面中定位算法研究設(shè)計(jì)28-40
• 3.1 三維空間定位算法研究28-31
• 3.1.1 三維空間定位設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)28-30
• 3.1.2 三維空間定位算法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析30-31
• 3.2 定位算法設(shè)計(jì)31-37
• 3.2.1 SDS-TWR測(cè)距方法設(shè)計(jì)31-33
• 3.2.2 卡爾曼濾波估計(jì)算法33-34
• 3.2.3 二維平面定位方法設(shè)計(jì)34-36
• 3.2.4 加權(quán)校正算法36-37
• 3.3 二維平面定位算法性能評(píng)估37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于nanoPAN的車輛定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)40-56
• 4.1 物流停車場(chǎng)定位系統(tǒng)總體架構(gòu)40-42
• 4.2 無線定位終端設(shè)計(jì)42-50
• 4.2.1 無線定位終端硬件設(shè)計(jì)42-47
• 4.2.1.1 nanoPAN5375無線模塊43-45
• 4.2.1.2 ARM嵌入式開發(fā)板的硬件介紹45-47
• 4.2.1.3 電源模塊47
• 4.2.2 無線定位終端的軟件設(shè)計(jì)47-50
• 4.3 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-52
• 4.3.1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)50
• 4.3.2 監(jiān)控系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)50-51
• 4.3.3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.4 GIS地圖化顯示及相關(guān)軟件52
• 4.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 總結(jié)與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62-63
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

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本文編號(hào)：716717