基于WSN的移动目标定位系统的设计与实现

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本学位论文研究课题的主要任务是通过分析无线定位系统的技术现状和应用需求,提出一种基于WSN的移动目标定位系统,搭建软硬件平台并对方案进行测试验证。   首先,通过对比全球定位系统(GPS,Global Positioning System)、蜂窝网络等现有定位系统,明确了本课题的应用场景,提出了满足室内定位的技术-Zigbee无线技术在定位中的实现方案,即基于C/S结构的分层服务体系,同时研究了基于距离和与距离无关的若干种定位算法并进行了分析和对比;其次,分析了系统的总体设计要求,包括软硬件平台要求以及性能要求,同时,对系统的数据交换和定位算法方案进行了论证,给出了算法选择依据,针对系统主要问题进行了分析并给出相应的解决方案;接着,根据拟定的系统结构,搭建基于Zigbee的网络模块、基于ARM的主控模块和基于PC的用户模块三个主要硬件平台,构建了“地理位置感知层—数据汇聚和处理层—用户服务层”的系统层级结构;然后,在该硬件平台上,设计和实现了Zigbee网络组网与数据交换协议,ARM平台数据库管理和数据处理,用户中心系统软件等功能,同时,实现了基于指纹识别的定位算法,通过平滑窗口滤波,阈值滤波和差值滤波优化了指纹数据库的采集过程,为了实现对移动目标的定位,采用了卡尔曼滤波法对定位结果进行滤波处理;最后,对定位系统的各个模块进行了测试和联调,得到并分析了测试结果,对主要性能指标进行了分析。
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