基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的人體行為識別系統(tǒng)中若干問題研究.pdf

1、本文以“基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的人體行為識別系統(tǒng)”為平臺，重點研究了其中的數(shù)據(jù)預(yù)處理和室內(nèi)人體定位技術(shù)。設(shè)計并實現(xiàn)了一套實用、有效的預(yù)處理流程和若干算法，并提出了一種新穎的利用無線信號在室內(nèi)環(huán)境中進行人體定位的方法。它們不但已經(jīng)在本識別系統(tǒng)中取得了較好的效果，而且也將會對其它相關(guān)應(yīng)用有重要指導(dǎo)意義。 1999年，飛利浦研究室首先提出了“環(huán)境智能”的設(shè)想：到2020年，人們將生活在一個由相互連接著的、智能的、廣泛分布的、可響應(yīng)的電子設(shè)

2、備和服務(wù)組成的世界中，它們會形成一個友好的電子環(huán)境，可以感受到人們的需求、預(yù)測人們的行為并對他們的存在做出響應(yīng)。 我們所開發(fā)的人體行為識別系統(tǒng)是基于飛利浦東亞研究實驗室與上海交通大學(xué)的合作項目－傳感器與環(huán)境智能（Sensor and Ambient INTelligence, SAINT），該項目主要研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合和行為識別算法。到目前為止，這套系統(tǒng)的軟硬件框架和實現(xiàn)已經(jīng)基本建立，識別的動作主要有：做報

3、告、提問、討論等等。 本文首先簡要介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，然后詳細介紹了該識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、識別算法和識別結(jié)果。在數(shù)據(jù)預(yù)處理和室內(nèi)人體定位方法的研究中，我們設(shè)計并實現(xiàn)了一個有效的預(yù)處理流程和一些預(yù)處理算法，并提出了一種新穎的室內(nèi)人體定位算法。 本文的主要貢獻和創(chuàng)新體現(xiàn)在： （1）完成了一套有效的預(yù)處理流程和算法，將原始的不完整、有噪聲、不一致的傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成完整、干凈、一致的數(shù)據(jù)，以利于更好的建模

4、和識別。從A/D端口采集到的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過校正、壓縮或者編碼，以無線通信的方式發(fā)送到PC機。在PC機上，首先對接收到的數(shù)據(jù)包進行分析，如有丟包，進行包的補償。然后對數(shù)據(jù)進行濾波和奇異點去除。最后，所有預(yù)處理后的數(shù)據(jù)存放在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里。 （2）設(shè)計并實現(xiàn)一種新穎的室內(nèi)人體定位方法。大多數(shù)傳統(tǒng)的定位算法例如GPS、TOA、TDOA，主要適用在室外空曠地區(qū)。雖然一些應(yīng)用用超聲波和紅外線來進行室內(nèi)人體定位，但必須在人身上放置特殊的收