現(xiàn)如今,我國人口老齡化愈發(fā)嚴重,空巢老人數(shù)量與日俱增,老人們趨向選擇機構養(yǎng)老,然而傳統(tǒng)的機構養(yǎng)老模式無法實現(xiàn)對老人的實時監(jiān)護,智慧養(yǎng)老成為必然趨勢。所謂智慧養(yǎng)老是指借助物聯(lián)網、可穿戴技術與移動技術等為老人提供實時、高效、智能的養(yǎng)老服務。在這一模式中,精確、實時地掌握院中老人活動的位置信息是服務開展的基礎,因此需要研制高精度、高容量、高動態(tài)、高可靠性的智慧養(yǎng)老院人員定位系統(tǒng)。本文針對上述需求,開展基于TDOA被動測量的UWB定位技術研究。為提升定位性能,研究了高精度無線時間同步技術和定位數(shù)據(jù)處理技術。此外,給出了定位系統(tǒng)總體設計方案,定制了系統(tǒng)硬件平臺。最后,搭建實驗平臺以驗證定位系統(tǒng)的有效性。本文主要工作包括:1.對比了現(xiàn)有的人員定位技術和定位原理,確定采用UWB定位技術并選擇基于TDOA測量的定位機制,針對TDOA定位中建立的雙曲線方程組求解難的問題,提出使用Chan算法獲得初值并通過泰勒級數(shù)展開獲取更優(yōu)的位置估計結果,估計誤差可以達到CRLB。2.針對定位系統(tǒng)工作中對于高精度時間同步的需求,對比分析了參考廣播同步機制(RBS)、傳感器時間同步算法(TPSN)和泛洪時間同步協(xié)議(FT...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 人員定位系統(tǒng)國內外研究態(tài)勢
    1.3 超寬帶定位技術國內外研究態(tài)勢
    1.4 本文的主要工作與安排
第二章 人員定位技術基礎
    2.1 無線定位原理
        2.1.1 基于AOA測量的定位原理
        2.1.2 基于RSS測量的定位原理
        2.1.3 基于時間測量的定位原理
    2.2 基于TDOA定位的解算方法
        2.2.1 Fang算法
        2.2.2 Chan算法
        2.2.3 泰勒級數(shù)展開算法
    2.3 UWB定位信號
    2.4 本章小結
第三章 智慧養(yǎng)老院人員定位關鍵技術研究
    3.1 時間同步技術
        3.1.1 RBS同步機制
        3.1.2 TPSN同步機制
        3.1.3 FTSP同步機制
        3.1.4 時間同步機制同步精度對比
    3.2 數(shù)據(jù)處理技術
        3.2.1 卡爾曼濾波算法
        3.2.2 卡爾曼濾波新息正交性抗野值方法研究
        3.2.3 數(shù)據(jù)處理效果仿真驗證
    3.3 本章小結
第四章 智慧養(yǎng)老院人員定位系統(tǒng)研制
    4.1 系統(tǒng)需求分析
    4.2 系統(tǒng)總體方案設計
        4.2.1 系統(tǒng)構架設計
        4.2.2 定位方法設計
        4.2.3 同步方法設計
        4.2.4 系統(tǒng)組網方法設計
        4.2.5 終端入網設計
        4.2.6 終端數(shù)據(jù)回傳方案設計
    4.3 定位系統(tǒng)工作流程
        4.3.1 中心站定位工作流程
        4.3.2 輔站定位工作流程
        4.3.3 終端定位工作流程
    4.4 定位系統(tǒng)硬件平臺搭建
        4.4.1 中心站硬件設計定制
        4.4.2 輔站硬件設計定制
        4.4.3 定位終端硬件設計定制
    4.5 本章小結
第五章 系統(tǒng)測試與驗證
    5.1 測試方案設計
        5.1.1 測試環(huán)境搭建
        5.1.2 測試方法與步驟
    5.2 定位精度測試結果與分析
        5.2.1 靜態(tài)位置精度測量結果與分析
        5.2.2 航跡精度測量
    5.3 定位容量測試及結果
    5.4 系統(tǒng)功能測試及結果
        5.4.1 軌跡實時顯示
        5.4.2 軌跡回放
        5.4.3 電子圍欄越界報警
    5.5 本章小結
第六章 全文總結及展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3761021