基于无线传感网络的野生动物定位跟踪技术应用研究

发布时间：2020-06-09 07:09

【摘要】：随着人类社会的不断发展和进步,野生动物的生存环境正面临日益严重的威胁和挑战。研究野生动物行为生态规律对于生物资源的保护至关重要,而缺乏行之有效的定位跟踪手段是目前研究野生动物保护工作的最大障碍。高效率的精确定位是实现野生动物定位跟踪的基础,也是保证野生动物行为监测的关键技术,精确的定位信息和区域环境信息的持续采集对于研究野生动物运动规律,建立濒危种群人工饲养环境信息库具有重要意义[2]。野生定位跟踪技术的关键在于如何提高定位精度,并能长时间监测。目前,成熟的野生动物定位技术多采用GPS定位,而民用GPS适合大范围定位无法在小范围内保证精度[3-5]。无线传感网络和传感器技术的发展为野生动物定位跟踪提供了新的解决办法,本文针对野生动物定位跟踪问题,设计了基于无线传感网络的小范围定位系统,并对系统的软硬件设计进行了详细的分析说明,本文的主要研究内容有:(1)学习并掌握了野生动物定位跟踪的相关知识理论和无线传感网络的研究现状及其定位技术,在充分探讨野生动物定位跟踪的需求下,设计了基于无线传感器网络的野生动物定位跟踪系统。(2)研究了无线传感网络的覆盖算法,依据野生动物定位跟踪背景提出了基于菱形网格划分的同构无线传感网络节点布置方法,并进行理论推导,验证了方法的高效性。(3)针对无迹卡尔曼滤波跟踪机动运动目标时容易出现目标丢失的问题,提出了基于无迹卡尔曼滤波和IMM卡尔曼滤波的混合定位跟踪算法,有效提高了机动运动状态下的跟踪性能。(4)根据无线传感器网络的应用设计思路,对野生动物定位系统的软硬件组成进行了设计。并对系统进行了相关试验和分析,实现了预期的设计目标。
【图文】：

图 5-2-2 SI4432 电路处理器的选型及设计主控制芯片选用意法半导体公司的 STM32F103ZET6 Cor采用 3.3V 低电压供电，应用场合广泛，，且功耗低、性能是 32 位， 寄存器是 32 位， 存储器接口也是 32 位，采独立的指令总线和数据总线，支持 Thumb 指令集，片内B RAM ，工作频率可达 72MHz。包含 12 为 AD 转换模多种通信方式如 SPI、USART、CAN 等。可以满足多节的工作需求。如图 5-2-3 为 STM32 的最小系统电路图。

图 5-2-2 SI4432 电路5.2.2 节点微处理器的选型及设计汇聚节点主控制芯片选用意法半导体公司的 STM32F103ZET6 Cortex-M3[17]微处理芯片，采用 3.3V 低电压供电，应用场合广泛，且功耗低、性能稳定。内部的数据路径是 32 位， 寄存器是 32 位， 存储器接口也是 32 位，采用哈佛体系架构，拥有独立的指令总线和数据总线，支持 Thumb 指令集，片内 256KBFLASH，48KB RAM ，工作频率可达 72MHz。包含 12 为 AD 转换模块和定时器，支持主流多种通信方式如 SPI、USART、CAN 等。可以满足多节点数据融合及数据转发的工作需求。如图 5-2-3 为 STM32 的最小系统电路图。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP212.9;TN929.5

【参考文献】

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本文编号：2704336