基于UWB的室内定位系统设计
发布时间：2021-07-27 16:15
通过精确定位技术对室内危险设备、贵重物品进行管理和监控对保障财产和人身安全有重要意义。目前室内定位技术有WIFI、ZigBee、超宽带（Ultra WideB and,UWB）等,其中UWB技术具备良好的抗多径、抗干扰能力和高定位精度等优点,使其在室内定位领域具有较大优势。于是本课题以UWB技术为基础研制了一套高精度室内定位系统。本文首先对Fang、Chan及Taylor等传统TDOA定位算法进行了研究。在仿真分析其定位性能后,选择定位精度最高的Taylor算法作为本文的研究对象。为了解决实际定位应用中标签处于三维空间但只需要其二维信息时,采用3维Taylor算法定位精度高实时性差,而2维Taylor算法定位实时性好精度差的问题,本文基于标签高度对2维Taylor算法进行了改进。建立了数学模型,对算法进行了仿真,仿真结果表明,改进的Taylor算法,比3维Taylor算法定位实时性好,比2维Taylor算法定位精度高,能够满足实际应用中对定位精度与实时性的要求。在理论研究的基础上,对系统的总体方案进行了设计。系统硬件包括基站和标签,系统上位机软件包括后台和前端界面。基站和标签采用一体式...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图３－１三种算法位置估计曲线图??
然由Ｃｈａｎ和Ｔａｙｌｏｒ算法求出的标签位置相对集中，但Ｔａｙｌｏｒ算法的??定位结果比由Ｃｈａｎ算法更集中，定位精度更好。??＋?Ｆａｎｇ箄法??＾?ｅ?〇?Ｃｈａｎ算法??５?６?？?ｘ?Ｔａｙｌｏｒ算法．??＊?＊欢▲?？实际位ｓ??５４．????Ｃ??４．６?．??＊？？？??？??４?４?｜?｜?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ???４５?４?６?４?７?４?８?４?９?５?５?１?５?２?５．３?５?４?５５??Ｘ轴／ｍ??图３－２三种算法运行］００００次得到的标签位置散点图??对仿真模型中第三组实验进行了仿真，得到不同测距误差下三种算法运行１００００次的??ＲＭＳＥ曲线图如图３－３所示。??０．?３５?１?１?１?１￣￣?Ｉ?—??厶?Ｆａｎｇ算法??ｎ?ｑ?—ＣｈａｎＫ法??？?一Ａ—Ｔａｙｌｏｒ?算法??０．?２５?？?－??０．０５－?＾－??°?３?６?９?１２?１５?１８??澜距误差／ｃｍ??图３－３不同测距误差下三种算法运行１００００次得到的ＲＭＳＥ曲线图??由图３－３可以看出测距误差对三种定位算法的定位精度都有影响，随着测距误差的增??大，各算法的均方根误差值都越大，定位精度都有所下降。但在三种算法中，Ｔａｙｌｏｒ算法??的ＲＭＳＥ值在不同测距误差下都要小于另外两种算法，可以看出Ｔａｙｌｏｒ算法的定位精度更??好。??通过对以上三组仿真实验进行的分析可知，在相同实验情况卜＿，Ｔａｙｌｏｒ算法的定位精??度要优于其他两种算法，且在不同测距误差情况下，Ｔａｙｌｏｒ算法定位精度依然高于其他算??法，因此本文选用Ｔ
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【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fang算法的TDOA室内定位技术[J]. 陈思翰. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(05)
[2]超宽带无线通信相关技术的探讨[J]. 刘术,孙东阳. 中国新通信. 2015(18)
[3]手机室内定位的应用与服务[J]. 张立斌,余彦培. 导航定位学报. 2014(04)
[4]室内定位技术及应用综述[J]. 赵锐,钟榜,朱祖礼,马乐,姚金飞. 电子科技. 2014(03)
[5]基于指纹技术的蓝牙室内定位系统[J]. 陈国平,马耀辉,张百珂. 电子技术应用. 2013(03)
[6]行业发展的晴雨表 技术演进的风向标——2011年中国国际信息通信展览会特别报道[J]. 张诚. 数字通信. 2011(05)
[7]基于位置的服务:架构与进展[J]. 周傲英,杨彬,金澈清,马强. 计算机学报. 2011(07)
[8]超宽带定位研究与应用:回顾和展望[J]. 肖竹,王勇超,田斌,于全,易克初. 电子学报. 2011(01)
[9]蜂窝网中的chan定位算法的性能分析[J]. 章坚武,虞成磊,唐兵. 计算机仿真. 2009(06)
[10]一种NLOS环境下的TOA/AOA定位算法[J]. 毛永毅,李明远,张宝军. 电子与信息学报. 2009(01)
硕士论文
[1]基于ZigBee技术的无线传感网络定位系统的研究[D]. 高雁.南京邮电大学 2019
[2]基于UWB的无线室内定位系统设计与实现[D]. 汪义庭.安徽理工大学 2019
[3]基于WiFi位置指纹的室内定位算法研究[D]. 郭妍.南京信息工程大学 2019
[4]基于UWB技术的枪支管控系统研究与实现[D]. 高钧.东北电力大学 2019
[5]基于超声波的高精度室内定位系统研究与实现[D]. 谢地.合肥工业大学 2019
[6]基于UWB与伪卫星组合系统的无人机室内定位研究[D]. 盛利.湘潭大学 2018
[7]基于UWB室内定位算法的研究与实现[D]. 仲江涛.深圳大学 2017
[8]基于RFID技术的室内定位系统的研究[D]. 张春香.南昌大学 2017
[9]基于超声波与红外线的室内实时定位系统的研究与实现[D]. 曾显彬.华侨大学 2017
[10]基于UWB技术的TDOA定位算法的研究与实现[D]. 罗勃.海南大学 2017
本文编号：3306117
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图３－１三种算法位置估计曲线图??
然由Ｃｈａｎ和Ｔａｙｌｏｒ算法求出的标签位置相对集中，但Ｔａｙｌｏｒ算法的??定位结果比由Ｃｈａｎ算法更集中，定位精度更好。??＋?Ｆａｎｇ箄法??＾?ｅ?〇?Ｃｈａｎ算法??５?６?？?ｘ?Ｔａｙｌｏｒ算法．??＊?＊欢▲?？实际位ｓ??５４．????Ｃ??４．６?．??＊？？？??？??４?４?｜?｜?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ???４５?４?６?４?７?４?８?４?９?５?５?１?５?２?５．３?５?４?５５??Ｘ轴／ｍ??图３－２三种算法运行］００００次得到的标签位置散点图??对仿真模型中第三组实验进行了仿真，得到不同测距误差下三种算法运行１００００次的??ＲＭＳＥ曲线图如图３－３所示。??０．?３５?１?１?１?１￣￣?Ｉ?—??厶?Ｆａｎｇ算法??ｎ?ｑ?—ＣｈａｎＫ法??？?一Ａ—Ｔａｙｌｏｒ?算法??０．?２５?？?－??０．０５－?＾－??°?３?６?９?１２?１５?１８??澜距误差／ｃｍ??图３－３不同测距误差下三种算法运行１００００次得到的ＲＭＳＥ曲线图??由图３－３可以看出测距误差对三种定位算法的定位精度都有影响，随着测距误差的增??大，各算法的均方根误差值都越大，定位精度都有所下降。但在三种算法中，Ｔａｙｌｏｒ算法??的ＲＭＳＥ值在不同测距误差下都要小于另外两种算法，可以看出Ｔａｙｌｏｒ算法的定位精度更??好。??通过对以上三组仿真实验进行的分析可知，在相同实验情况卜＿，Ｔａｙｌｏｒ算法的定位精??度要优于其他两种算法，且在不同测距误差情况下，Ｔａｙｌｏｒ算法定位精度依然高于其他算??法，因此本文选用Ｔ
然由Ｃｈａｎ和Ｔａｙｌｏｒ算法求出的标签位置相对集中，但Ｔａｙｌｏｒ算法的??定位结果比由Ｃｈａｎ算法更集中，定位精度更好。??＋?Ｆａｎｇ箄法??＾?ｅ?〇?Ｃｈａｎ算法??５?６?？?ｘ?Ｔａｙｌｏｒ算法．??＊?＊欢▲?？实际位ｓ??５４．????Ｃ??４．６?．??＊？？？??？??４?４?｜?｜?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ???４５?４?６?４?７?４?８?４?９?５?５?１?５?２?５．３?５?４?５５??Ｘ轴／ｍ??图３－２三种算法运行］００００次得到的标签位置散点图??对仿真模型中第三组实验进行了仿真，得到不同测距误差下三种算法运行１００００次的??ＲＭＳＥ曲线图如图３－３所示。??０．?３５?１?１?１?１￣￣?Ｉ?—??厶?Ｆａｎｇ算法??ｎ?ｑ?—ＣｈａｎＫ法??？?一Ａ—Ｔａｙｌｏｒ?算法??０．?２５?？?－??０．０５－?＾－??°?３?６?９?１２?１５?１８??澜距误差／ｃｍ??图３－３不同测距误差下三种算法运行１００００次得到的ＲＭＳＥ曲线图??由图３－３可以看出测距误差对三种定位算法的定位精度都有影响，随着测距误差的增??大，各算法的均方根误差值都越大，定位精度都有所下降。但在三种算法中，Ｔａｙｌｏｒ算法??的ＲＭＳＥ值在不同测距误差下都要小于另外两种算法，可以看出Ｔａｙｌｏｒ算法的定位精度更??好。??通过对以上三组仿真实验进行的分析可知，在相同实验情况卜＿，Ｔａｙｌｏｒ算法的定位精??度要优于其他两种算法，且在不同测距误差情况下，Ｔａｙｌｏｒ算法定位精度依然高于其他算??法，因此本文选用Ｔ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Fang算法的TDOA室内定位技术[J]. 陈思翰. 太赫兹科学与电子信息学报. 2017(05)
[2]超宽带无线通信相关技术的探讨[J]. 刘术,孙东阳. 中国新通信. 2015(18)
[3]手机室内定位的应用与服务[J]. 张立斌,余彦培. 导航定位学报. 2014(04)
[4]室内定位技术及应用综述[J]. 赵锐,钟榜,朱祖礼,马乐,姚金飞. 电子科技. 2014(03)
[5]基于指纹技术的蓝牙室内定位系统[J]. 陈国平,马耀辉,张百珂. 电子技术应用. 2013(03)
[6]行业发展的晴雨表 技术演进的风向标——2011年中国国际信息通信展览会特别报道[J]. 张诚. 数字通信. 2011(05)
[7]基于位置的服务:架构与进展[J]. 周傲英,杨彬,金澈清,马强. 计算机学报. 2011(07)
[8]超宽带定位研究与应用:回顾和展望[J]. 肖竹,王勇超,田斌,于全,易克初. 电子学报. 2011(01)
[9]蜂窝网中的chan定位算法的性能分析[J]. 章坚武,虞成磊,唐兵. 计算机仿真. 2009(06)
[10]一种NLOS环境下的TOA/AOA定位算法[J]. 毛永毅,李明远,张宝军. 电子与信息学报. 2009(01)
硕士论文
[1]基于ZigBee技术的无线传感网络定位系统的研究[D]. 高雁.南京邮电大学 2019
[2]基于UWB的无线室内定位系统设计与实现[D]. 汪义庭.安徽理工大学 2019
[3]基于WiFi位置指纹的室内定位算法研究[D]. 郭妍.南京信息工程大学 2019
[4]基于UWB技术的枪支管控系统研究与实现[D]. 高钧.东北电力大学 2019
[5]基于超声波的高精度室内定位系统研究与实现[D]. 谢地.合肥工业大学 2019
[6]基于UWB与伪卫星组合系统的无人机室内定位研究[D]. 盛利.湘潭大学 2018
[7]基于UWB室内定位算法的研究与实现[D]. 仲江涛.深圳大学 2017
[8]基于RFID技术的室内定位系统的研究[D]. 张春香.南昌大学 2017
[9]基于超声波与红外线的室内实时定位系统的研究与实现[D]. 曾显彬.华侨大学 2017
[10]基于UWB技术的TDOA定位算法的研究与实现[D]. 罗勃.海南大学 2017
本文编号：3306117
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