室内定位领域的无线惯性传感自组网技术研究

发布时间：2020-06-23 16:43

【摘要】：室内定位和导航逐渐成为人们生活中不可或缺的工具,随着无线传感网络的发展,多种室内定位导航系统不断涌现,如何实时感知人员当前所处的位置状态是当前研究的热点,而室内定位通信终端传输距离、穿墙能力和适应复杂通信环境的能力则成为了研究的难点。本文结合目前一些人员定位系统的优势,研究并设计一种基于惯性传感器的室内自组网定位方案,不用提前部署网络节点,将惯性传感器与无线自组织网络的优势结合,解决了室内密闭环境下的人员定位关键问题,改善了组网的操作性和稳定性,具有重大的理论意义和实际应用价值。通过对比分析国内外无线传感自组网技术的优势和缺陷,本文提出了轮询通信解决多路通信发送和接收过程中出现的数据冲突和干扰问题。然后分析了几种定位关键技术,在此基础上研究了传感自组网的重要理论和移动自组网的发展以及无线Mesh网络的概念和特性,得到室内定位轨迹推算的方法和数据流帧格式。根据无线传感自组网理论,本文选择了433MHz频段的通信方式进行数据传输,建立了集中式与分层式结构相结合的定位网络,并根据移动自组网的路由特性改进了动态多路径路由协议。然后提出了无线中继方案,解决密闭环境下的人员定位问题,同时还提供了更大的网络覆盖范围和更强的网络稳定性。最后结合定位网络需求搭建上位机显示界面,对定位节点、中继器和接收端节点的软件和硬件平台进行开发和设计,建立了室内定位自组网方案。本文从通信时间和距离、穿透能力方面对定位网络的组网性能进行了测试和分析,结果得知室内定位网络的组网能力较强,距离和时间都达到了实际运用环境所需的效果。本文还利用上位机界面,进行了定位系统在多层楼道、密闭空间环境下的测试,实验结构表明定位系统能够实现室内多人员的实时定位,定位误差较小,单跳和多跳中继的时间低于300ms,能够满足实际不同环境下,网络运行稳定、数据交换快速的要求,表明了方案的可行性和可靠性。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【图文】：

表 4.2 通信模块引脚定义符号 功能 说明XD 数据输入 连接外部输出XD 数据输出 连接外部输入CC 电源正极 范围 2.8~5.5VND 电源地 模块的地线传感器选型与介绍EMS 加速度计知，在运动过程中力作用在物体上会产生加速度，加速度的。而加速度计就是一种用来测量物体加速度的传感器。MEM尺寸，灵活的使用和广阔的应用前景正逐渐取代传统的加速备当中广泛采用。

图 4.9 磁力计引脚图原理，由楞次定理可以计算出流过闭环回路的。磁力计主要运用于车辆导航、地质勘探和医具有较大的测量范围，且尺寸小，能够达到本课表 4.4 所示。表 4.4 磁力计基本参数称 参数寸 2 2 0.85m电压 1.95 ~3.6V范围 1000 T度 0.10 T温度 -40℃~85℃

【参考文献】

相关期刊论文 前8条

1 孟祥瑞;徐雪战;赵光明;殷大发;;基于三维可视化与Zigbee技术的真三维煤矿人员定位[J];煤炭学报;2014年S2期

2 袁狄平;李牧;李智慧;靳学胜;;基于惯性导航技术的消防员室内定位技术[J];消防科学与技术;2014年12期

3 王俊;金秀峰;黄继伟;;基于433MHz频段的无线地磁车位检测传感器节点设计[J];传感器与微系统;2014年10期

4 黄旭;王子欧;季爱明;;基于ZigBee无线Mesh网络的温湿度测量系统[J];微型机与应用;2014年09期

5 肖永剑;;消防单兵室内火场无线定位系统[J];电子世界;2014年05期

6 王海丹;邵小桃;;井下无线Mesh网络导航系统的设计与实现[J];软件;2014年01期

7 钱志鸿;王义君;;面向物联网的无线传感器网络综述[J];电子与信息学报;2013年01期

8 姜建钊;李二霞;李玉凌;孙智涛;;230MHz无线蜂窝网在农网智能化中的应用[J];电力系统通信;2012年12期

相关硕士学位论文 前3条

1 赵云;电力杆塔无线传感网络设计[D];南京大学;2017年

2 袁宗胜;在433MHz下基于DSR算法的MANET设计与实现[D];北方工业大学;2016年

3 刘昕;军用无人机自组网技术研究[D];南京理工大学;2014年

本文编号：2727620