基于精確超聲波TOF測量方法的ZigBee無線室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、無線通信技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展促使傳感器可以發(fā)展為低成本、低功耗、功能集成的傳感器節(jié)點(diǎn)。傳感器對信息的采集技術(shù)也從單一化模式向集成化、智能化、微型化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展為新型信息獲取技術(shù)的代表。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成本低廉、節(jié)點(diǎn)部署方便、跟蹤精確可靠等特點(diǎn)，促進(jìn)了無線定位技術(shù)的發(fā)展。雖然室外定位技術(shù)的研究已漸趨成熟，取得了相當(dāng)卓越的成績，但是室內(nèi)定位技術(shù)的研究還處于起步階段，具有廣闊的研究和發(fā)展空間。
　　

2、本文的研究工作主要包括以下四個方面:
　　1.設(shè)計(jì)了室內(nèi)無線定位系統(tǒng)，采用具有低成本、低速率、低功耗特點(diǎn)的ZigBee協(xié)議組建無線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸。
　　2.對定位中常用的傳播媒介和定位算法進(jìn)行了介紹與分析，根據(jù)室內(nèi)定位環(huán)境的特點(diǎn)與要求選擇用超聲波信號進(jìn)行距離測量并利用經(jīng)典的TOA(Time of Arrival)定位算法對目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行定位計(jì)算。
　　3.在定位系統(tǒng)中，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)間距離的精確測量是

3、實(shí)現(xiàn)精確定位的前提。在超聲波TOF測量中，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的同步對測量精度有著較大的影響，針對時鐘漂移對超聲波TOF測量精度的影響，給出具有時鐘漂移補(bǔ)償?shù)木_超聲波TOF測量方法，并對所提出方案進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明測量誤差得到了明顯的抑制。
　　4.本文搭建了系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)硬件平臺，采用TI公司推出的CC2530作為節(jié)點(diǎn)的微控制器與無線模塊，結(jié)合超聲波傳感器設(shè)計(jì)了符合系統(tǒng)要求的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)。并且對節(jié)點(diǎn)的通信性能進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)表明節(jié)