基于多节点定位的光电无线传感网络构建及其控制器设计

来源 :武汉工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianzhizui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着无线通信技术、视觉定位技术、分布式信息融合处理技术的不断发展,光电无线传感网络(Electro-Optic Wireless Sensor Networks,EOWSN)在军事、反恐、边防等领域有着广阔应用前景。就定位方面而言,传统无线传感定位或光电定位技术已难以实现更高要求的定位需求。本课题针对无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)节点定位(Node Localization,NL)需要提前部署锚节点,且在网络覆盖范围中难以进行实物检测和定位问题,研究了EOWSN总体关键技术(包括光电传感器、控制器、WSN,等),提出一种NL和双目定位综合算法对双重目标(节点和覆盖范围内人们感兴趣的事物)精确定位,对节点控制器进行了相应设计,并对定位系统进行了总体构建、程序设计和指标验证。首先,就整体系统而言,研究了网络自组织、网络自配置、通信协议、数据管理及数据融合、节能、定位等技术。在重点研究了多种WSN定位算法(Localization Algorithm,LA)和光电交叉LA的基础上,提出一种基于输出射频控制寄存器值与距离拟合算法,融合双目定位原理对双重目标进行精确定位的系统方法。其次,构建了光电无线传感网络系统,尤其对网络节点系统的构建,重点研究了节点系统组成和工作原理、设计要求,对部分模块方案选型进行对比论证,明确了本课题硬件设计方向。重点以CC2530作为主控芯片的最小系统进行了硬件设计,尤其在天线匹配网络方面进行了相应软件仿真设计。针对节点系统指标要求进行了相应软件仿真、器件选择和相应电路设计。就定位功能需求,重点对人体红外传感器和光电图像传感器进行了器件选型和相应电路设计。最后,针对提出的LA、节点系统控制器及系统设计结果进行相应实验验证及误差分析,结果表明:1)节点硬件及系统整体设计结果均能达到相应指标要求;2)提出的系统LA在相应实验环境条件下具有其可行性。其中结合整体最小二乘法(TLS)对节点定位最大绝对误差为1.07m,较质心定位法(Centroid Location Algorithm,CLA)提高了0.75m;TLS定位相对误差均值为1.18%,比CLA提高38.14%。3)网络节点相对坐标的确定也就是节点系统中摄像头坐标的确定,通过系统中多个光电摄像传感器利用光电测距交叉定位原理对实际15个目标点进行三维定位,其定位误差为?????%5.0%54.0%76.0yxzeee,系统对实际目标点定位精度较高,其易于实现。该课题研究及其设计对EOWSN定位系统的发展和应用具有其理论上的方法创新性和工程实现上的指导作用。
其他文献
期刊
2008年“5.12”汶川大地震造成了大量严重的工程破坏和惨重的生命财产损失。在这次地震中,大量的公路、铁路边坡及支挡结构遭到破坏,给震区抢通和保通带来极大的阻碍。从震区边
现代航空发动机为了追求高的性能和高的推重比,结构日趋复杂,工作环境也越发苛刻,造成发动机在高速运转过程中,振动异常而出现故障,特别是其核心部件—转子系统。然而,庞大复
脑作为动物体最重要的器官之一,其庞杂的结构以及丰富的功能长久以来一直是人们研究脑的主要对象和关键问题。光学显微成像方法作为近年来突飞猛进的手段,已经被逐渐广泛地应用
AIM To analyse clinical and long-term oncologic results after laparoscopic complete mesocolic excision(CME) for colonic cancer over a 10-year period.METHODS Con
转炉出钢口钢渣含量的准确自动检测是国内钢铁产业一直需要解决的难题。转炉炼钢是世界上最主要和效率最高的炼钢方法,然而在转炉炼钢过程中,为了除去铁水的其它杂质,需要进
自从第一个量子通信实验完成之后,量子通信的实验研究逐渐发展起来并日趋成熟,目前主要工作是寻求量子通信与实际应用的结合。卫星量子密钥分配已经成为一项全新的开创性研究
作品介绍rn《象棋的故事》是奥地利作家茨威格的代表作之一,也是其生前发表的最后一篇小说.作品记录了20世纪40年代人类的苦难史,充满着悲天悯人的人道主义情怀.rn小说以第一
期刊
学位
随着轨道交通信号技术的发展,基于通信的列车控制(Communication-Based Train Control,CBTC)系统因其具有控制精度高、移动闭塞、自动化程度高和双向大容量通信等特点,逐渐成