基于ZigBee和超声波的室内定位系统

发布时间：2017-09-11 00:16

  本文关键词：基于ZigBee和超声波的室内定位系统

  更多相关文章： 室内定位 ZigBee 超声波 TDOA 多节点

【摘要】：随着无线网络技术的快速发展,人们对实时定位信息的需求日益增加(如跟踪、监测、导航、安防等),基于位置信息的服务(Location Based Service,LBS)产业发展呈现出蓬勃生机,如谷歌地图、百度地图等一大批基于定位功能的应用已经深刻的影响和改善了人们的生活。然而,现在比较成熟的LBS大多是基于GPS技术的室外定位应用,而在室内定位这个领域,GPS技术捉襟见肘,无法胜任。故需要一个高可靠、高精度、快速响应的室内定位系统。为了弥补GPS技术的不足,室内定位常采用利于传播、波长较大的电磁波信号作为传播媒介,通常采用2.4G频段的Wi-Fi、蓝牙、ZigBee或超声波、红外、超宽带等技术,但定位精度较差、响应时间长。本文介绍了一种采用到达时间差(Time Difference of Arrival, TDOA)的方法,结合了ZigBee和超声波技术特点,利用两种无线信号在空气中传播速度不一样的特性,计算出两点之间的距离,通过采集多个点的距离信息,使用最小二乘法拟合出最终的位置坐标。在系统响应方面,为了缩短定位周期,采用一个周期内轮询多个移动节点的方法,实现了多个移动节点一个周期内完成定位；在定位精度方面,通过多次测量,滤除错误值和误差值,并根据实验数据拟合出一条匹配规律曲线,提高了测量精度和稳定性；在界面显示方面,采用了现在流行的B/S模型,简化了客户端的配置要求,实现了在何时何地都能打开浏览器查看定位信息的要求。该系统还具有很好的拓展性,稍加改进即可应用于商场导购、工厂自动引导车、智能物流等具体场景。
【关键词】：室内定位 ZigBee 超声波 TDOA 多节点
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TB559
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景8
• 1.2 国内外研究现状8-14
• 1.3 论文的主要工作14
• 1.4 论文结构安排14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 技术介绍16-28
• 2.1 定位算法介绍16-22
• 2.2 短距离无线通信技术22-26
• 2.3 超声波技术26
• 2.4 JavaScript26
• 2.5 Node技术26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 系统的硬件设计28-46
• 3.1 ZigBee系统的硬件平台28-35
• 3.2 超声波模块的设计35-44
• 3.3 温度模块的设计44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 系统软件设计46-56
• 4.1 ZigBee网络拓扑46-47
• 4.2 ZigBee协议栈47-52
• 4.3 ZigBee组网过程52-54
• 4.4 软件开发平台54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 系统方案制作与实验56-77
• 5.1 系统框架56-57
• 5.2 系统功能57-58
• 5.3 系统数据流58-67
• 5.4 系统实现67-76
• 5.5 本章小结76-77
• 第六章 系统测试77-95
• 6.1 系统测试环境77-78
• 6.2 定位系统性能测试78-94
• 6.3 本章小结94-95
• 第七章 总结与展望95-97
• 7.1 工作总结95-96
• 7.2 研究展望96-97
• 参考文献97-100
• 致谢100

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