基于CSS技术的车辆定位与控制系统设计与研究

发布时间：2017-09-25 16:34

  本文关键词：基于CSS技术的车辆定位与控制系统设计与研究

  更多相关文章： CSS 无线定位 精度

【摘要】：随着无线传感器网络技术的成熟,无线定位技术得到了发展。可以应用于环境监测、交通管理和医疗卫生等领域,具有广泛的应用前景。CSS技术是IEEE802.15.4a协议在2007年3月提出的WPAN物理层标准之一,主要工作在2.45GHz频段,具有较快的传输速率和较长的传输距离,该技术在无线定位领域中扮演重要角色。在无线射频定位系统当中,都是基于待定位节点(tag)与多个已知坐标节点(anchori,i=1,2,...,n,其中n≥2)间距离进行计算的。在距离误差Δdi一定的情况下,如何使tag坐标误差Δx和Δy最小是必须解决的问题。本文研究了Δdi与Δx和Δy之间的函数关系,推导出：当选取的某两Δdi符号相异时计算机出的坐标误差Δx和Δy远远大于Δdi；使Δx和Δy的误差达到最小时的anchor个数n≥8。并指出在坐标计算时应选取与tag节点距离最小且anchor间距最大的anchor节点。给出了多个anchor节点的坐标计算方法：平均值法和最小二乘法矩阵法。本文主要针对基于CSS技术的无线定位系统进行研究,对CSS的技术特点进行了探讨,并对CSS的协议栈和现有的测距方法做了分析,提出了一个基于CSS技术的无线射频定位系统设计方案。在此基础上,采用STM32F103CB ARM作为系统的核心芯片,配合NA5TR1无线测距芯片,设计了定位节点的硬件电路,研发了相关的上位机软件,形成了一套车辆定位与控制系统,并应用到电厂的数字化煤场车辆定位。这是CSS无线定位技术在电厂领域的一次重要应用。
【关键词】：CSS 无线定位 精度
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U495
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 论文内容及结构13-15
• 第2章 基于CSS的无线测距技术研究15-38
• 2.1 CSS技术的特点15-19
• 2.1.1 CSS技术的历史15
• 2.1.2 CSS技术的原理15-18
• 2.1.3 CSS技术的优点18-19
• 2.2 CSS协议19-23
• 2.2.1 物理层规范19-20
• 2.2.2 媒体介质访问层(MAC)规范20
• 2.2.3 网络层规范20-21
• 2.2.4 应用层规范21
• 2.2.5 本文中所商定的CSS通信协议21-23
• 2.3 NANOLOC定位套件研究23-37
• 2.3.1 nanoLOC时钟23-25
• 2.3.2 nanoLOC存储器综述25-29
• 2.3.3 nanoLOC编程接口(SPI)29-34
• 2.3.4 MACFrame配置34-36
• 2.3.5 基带RAM缓冲区配置36-37
• 2.4 本章小结37-38
• 第3章 测距算法和无线射频定位系统精度的研究38-56
• 3.1 测距算法的研究及选择38-43
• 3.1.1 基于信号到达角度的方法(AOA)38-39
• 3.1.2 基于信号到达时间的方法(TOA)39-40
• 3.1.3 基于信号到达时间差的方法(TDOA)40-41
• 3.1.4 基于接收信号强度的方法(RSSI)41-42
• 3.1.5 本系统所采用的方法42-43
• 3.2 问题的引出43-44
• 3.3 问题的分析44-46
• 3.4 解决方案46-50
• 3.4.1 如何选取anchor47-49
• 3.4.2 用于坐标计算的anchor个数对误差的影响49-50
• 3.5 实验验证50-52
• 3.6 区域内固定节点的布置方案52-54
• 3.6.1 煤堆区域内固定节点的布置方法52-53
• 3.6.2 边界区域或区域内不适于布置节点的布置方法53-54
• 3.7 本章小结54-56
• 第4章 下位机软硬件设计56-63
• 4.1 硬件电路设计56-60
• 4.1.1 MCU模块57
• 4.1.2 射频模块57-58
• 4.1.3 串口和USB通信模块58-59
• 4.1.4 电源模块59-60
• 4.2 定位节点软件设计60-62
• 4.2.1 ARM CPU初始化模块61
• 4.2.2 NtrxInit初始化模块61
• 4.2.3 串口通信模块61
• 4.2.4 数据转发模块61-62
• 4.2.5 测距模块62
• 4.3 本章小结62-63
• 第5章 上位机软件设计63-69
• 5.1 性能需求63
• 5.2 开发环境63
• 5.3 软件框架63-64
• 5.4 具体实现64-65
• 5.4.1 定位模块64
• 5.4.2 GIS模块64
• 5.4.3 配置模块64-65
• 5.5 相关软件技术研究65-66
• 5.6 程序设计66-69
• 5.6.1 流程图66-69
• 第6章 总结与展望69-71
• 6.1 总结69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果74-75
• 致谢75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 唐承佩;唐焯宜;;基于多频异构技术的无线定位关锁设计[J];制造业自动化;2011年04期

2 肖卫初;陈伟宏;龚伦峰;;一种新的几何无线定位方法[J];科学技术与工程;2011年13期

3 杨成;冯琳;魏振春;卫星;;基于数据插值和权重指数的矿井机车无线定位方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2013年11期

4 崔晓坤,曾文权,尚韬;一种基于多算法协同定位的蜂窝无线定位算法模型[J];科学技术与工程;2005年14期

5 马中胜,王树勋,燕学智,李辛,黄志强,尹万宇;基于无线定位的自动引导车辆系统[J];试验技术与试验机;2004年Z1期

6 朱世交;杨s，

本文编号：918479