低功耗有源标签定位技术与系统研发

发布时间：2017-05-13 03:03

  本文关键词：低功耗有源标签定位技术与系统研发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：敦煌莫高窟作为我国唯一符合世界文化遗产全部六项评定标准的文化遗产,具有极高的历史文化价值和科学艺术价值。随着人们物质文化生活水平的提高,莫高窟景区的游客数量逐年递增,为了加强对景区内文物遗产的保护,实现对游客流量的实时监控的需求刻不容缓。低功耗的传感器定位技术对于实现这一需求十分关键,通过研究低功耗相关的技术,设计了一套基于LPL的低功耗游客定位系统来对整个景区内的游客流量进行实时监测。整套系统一共由四个部分组成,分别是后台服务器、网关、传感器节点和标签卡。其中,标签卡与传感器节点配合工作确保整个系统的低功耗运行,两者共同决定游客的所在方位,当标签卡作出判断后将位置信息通过网关发送给后台服务程序,工作人员可以在后台对数据进行分析、统计,从而对景区内的游客量进行实时监测。标签卡作为整个项目中唯一的一个移动节点,通过低功耗监听机制下的前导码中断监测信标节点的信标帧,保证了标签卡在非工作时间一直处于低功耗的休眠监听状态。在被唤醒切换到工作状态后,通过设置标签卡上的时序保证标签卡能够在信标节点发包节点收到信标帧,且维持一个较小的占空比,最大程度上降低了标签卡的能耗。标签卡的软件实现是基于状态转移的思想,将标签卡的出入洞行为划分为几个独立的状态,同时状态之间又可以在触发某些事件后互相切换,当标签卡中记录的信标满足一定的条件后作出进出洞窟的判断。整个系统已经在敦煌莫高窟进行了实地部署,目前只等待最后的调试阶段完成即可正式投入使用。
【关键词】：游客流量 传感器定位技术 低功耗 实时监测
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题背景11-12
• 1.2 研究意义12
• 1.3 研究内容12-14
• 1.4 创新点14-15
• 1.5 论文结构15
• 1.6 本章小结15-16
• 第2章 相关技术分析16-31
• 2.1 客流量计数的相关介绍16-19
• 2.1.1 直接观察16-17
• 2.1.2 游客注册17
• 2.1.3 推断计数17-18
• 2.1.4 现场计数18-19
• 2.2 室内标签定位技术研究19-29
• 2.2.1 红外线定位系统19-20
• 2.2.2 超声波定位系统20-23
• 2.2.3 计算机视觉系统23-24
• 2.2.4 手机定位系统24
• 2.2.5 RSSI定位系统24-29
• 2.3 本章小结29-31
• 第3章 莫高窟客流量统计技术方案31-46
• 3.1 基于有源标签的低功耗定位系统31-36
• 3.1.1 系统工作机制31-33
• 3.1.2 系统定位实现33-36
• 3.2 标签卡和信标节点的硬件设计36-38
• 3.2.1 标签卡硬件设计36-37
• 3.2.2 信标节点硬件设计37-38
• 3.3 标签卡软件设计38-45
• 3.3.1 标签卡监听模式38-40
• 3.3.2 标签卡时序设计40-42
• 3.3.3 标签卡参数配置和无线烧写42-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 标签卡实现46-62
• 4.1 低功耗监听模式实现46-49
• 4.2 出入洞窟行为判断实现49-56
• 4.2.1 出入洞窟行为判断流程50-53
• 4.2.2 出入洞窟行为状态机图53-54
• 4.2.3 出入洞窟行为状态转移表54-56
• 4.3 通信协议实现56-61
• 4.3.1 标签卡与信标节点通信协议56-58
• 4.3.2 时间请求协议58-59
• 4.3.3 参数配置协议59
• 4.3.4 代码更新协议59-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第5章 系统的部署和运行62-69
• 5.1 系统实地部署62-63
• 5.1.1 信标节点62-63
• 5.1.2 标签卡63
• 5.2 功耗分析63-66
• 5.2.1 标签卡功耗分析63-65
• 5.2.2 信标节点功耗分析65
• 5.2.3 时间误差分析65-66
• 5.3 测试结果分析66-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第6章 总结和展望69-72
• 6.1 研究总结69-70
• 6.2 研究展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读硕士学位期间主要的研究成果75-76
• 致谢76-77

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本文编号：361402