当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

超宽带室内定位系统的研究与实现

发布时间:2021-03-19 09:45
  无线定位作为室内环境中位置信息获取的主要方式,已成为当前通信及信息技术领域的研究热点。采用超宽带技术具有非接触、非视距、功耗低和精度高等优点。本文研究了无线定位技术的特点和原理,研发了基于无线通信的室内定位硬件系统。本文设计的无线定位系统包括移动标签、信号收发模块、以太网传输和电源供电等硬件部分,以及IEEE 802.15.4标准的通信帧、标签和基站的软件、上位机数据处理和显示的软件。移动标签由低功耗主控芯片、DW1000超宽带收发芯片及其外围电路和电池组成,基站由无线收发最小系统、Wifi天线匹配电路、以太网模块和电源模块组成。定位基站接收标签向外广播的通信帧,并读取标签独有ID和到达时间戳发送给交换机,上位机通过以太网传输协议获取数据并调用基于达到时间差定位算法得到标签坐标。在实验室环境下对系统进行了性能测试,结果表明在12m*12m的范围内,采用基于超宽带技术的无线定位系统,可实现对静止和移动物体准确定位。无论从定位的稳定性还是定位精度都达到预期的要求。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN925
文章目录
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题的背景与意义
    1.2 室内定位技术的研究现状
        1.2.1 红外线定位技术
        1.2.2 超声波定位技术
        1.2.3 蓝牙定位技术
        1.2.4 ZigBee和频射技术
        1.2.5 无线局域网定位技术
        1.2.6 其他研究现状
    1.3 超宽带技术的原理与优势
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 无线定位系统方案设计
    2.1 无线定位的工作原理
    2.2 系统需求分析
    2.3 无线定位系统设计
        2.3.1 系统开发流程
        2.3.2 系统方案设计
    2.4 基于超宽带的定位算法
        2.4.1 接受信号强度法
        2.4.2 到达角度法
        2.4.3 到达时间法
        2.4.4 到达时间差法
        2.4.5 其他测时定位方式
    2.5 本章小结
第3章 超宽带定位系统的硬件设计
    3.1 控制单元
    3.2 超宽带无线收发单元
    3.3 无线网和以太网模块
    3.4 最小系统辅助电路
        3.4.1 时钟电路
        3.4.2 天线电路
        3.4.3 复位电路
        3.4.4 程序烧录电路
        3.4.5 扩展存储器电路
    3.5 电源电路设计
        3.5.1 标签电源设计
        3.5.2 基站电源设计
    3.6 系统硬件制作调试
    3.7 本章小结
第4章 超宽带定位系统的软件开发
    4.1 定位系统软件总体架构
        4.1.1 定位软件分层结构
        4.1.2 设备驱动软件
    4.2 定位流程设计
        4.2.1 定位系统整体流程
        4.2.2 定位标签软件设计
        4.2.3 定位基站软件设计
    4.3 通信帧设计
        4.3.1 通信帧的结构
        4.3.2 标签广播通信帧设计
        4.3.3 基站通信帧设计
        4.3.4 通信帧的发送
        4.3.5 通信帧的接收
    4.4 寄存器配置
        4.4.1 覆盖范围
        4.4.2 通道和带宽选择
        4.4.3 前导码长度和PRF的选择
    4.5 上位机软件设计
        4.5.1 传输协议设计
        4.5.2 上位机设计
    4.6 本章小结
第5章 系统测试与结果验证
    5.1 测试环境搭建
    5.2 静止的标签位置检测
        5.2.1 实验数据采集
        5.2.2 实验结果分析
    5.3 运动中的标签位置监测
        5.3.1 实验数据采集
        5.3.2 实验结果分析
    5.4 数据与误差分析
    5.5 本章小结
第6章 结束语
    6.1 本文总结
    6.2 存在的不足及改进建议
参考文献
致谢
 

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 胡晓鲁;;开拓无线超宽带新用途[J];科学时代;2003年03期

2 黄燕;超宽带破茧而出[J];互联网周刊;2004年35期

3 曲卡尔;美国致力研究用于先进战术网络的超宽带技术[J];航空电子技术;2005年01期

4 李静芳;超宽带离我们还远吗?[J];电子技术;2005年02期

5 李静芳;信息时代聚焦超宽带技术[J];电子技术;2005年02期

6 ;2010国际超宽带会议[J];微波学报;2010年01期

7 何贵斌;;超宽带导航技术及应用构想[J];中国新通信;2012年08期

8 施志康;;军事通信中超宽带技术的应用分析[J];中国新通信;2013年04期

9 ;超宽带不是梦[J];科技广场;2002年07期

10 黄武襄;超宽带技术在通信中的应用[J];现代电信科技;2003年05期

相关博士学位论文 前10条

1 李杨;短距离超宽带冲激成像雷达系统研究[D];电子科技大学;2014年

2 王鹏毅;超宽带抗干扰通信定位技术研究[D];北京邮电大学;2007年

3 赵亮;超宽带拓展距离通信技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年

4 李辉;超宽带混沌通信技术的研究[D];南京理工大学;2008年

5 王树彬;超宽带认知无线电系统电磁干扰的研究[D];北京邮电大学;2009年

6 李德建;压缩感知与超宽带信道建模的研究[D];北京邮电大学;2012年

7 王宏;超宽带穿墙雷达成像及多普勒特性研究[D];电子科技大学;2010年

8 赵华;无线传感器网络中的传输参考超宽带技术研究[D];南京师范大学;2012年

9 曹福成;超宽带无线定位算法及其在月球车上的应用[D];吉林大学;2008年

10 肖竹;超宽带定位与RAKE接收关键技术研究[D];西安电子科技大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 许斌;基于电磁方法的混合物介电特性研究及含水量检测[D];长安大学;2015年

2 王子冉;室内超宽带无线定位技术研究[D];沈阳理工大学;2015年

3 李浩;超宽带RCS测量系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

4 张正亨;波束不分裂的超宽带全向天线研究[D];电子科技大学;2015年

5 丁延鹏;高速超宽带信号处理算法研究[D];电子科技大学;2015年

6 贺爽;小型化超宽带MIMO天线的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

7 郭建广;超宽带无线定位技术研究[D];宁波大学;2015年

8 阳熊;基于超宽带的定位技术研究与应用[D];电子科技大学;2015年

9 赵洋;超宽带MIMO雷达穿墙高分辨成像技术研究[D];国防科学技术大学;2013年

10 张强;室内环境下基于UWB技术的定位研究与系统实现[D];哈尔滨工业大学;2015年



本文编号:1905962

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/1905962.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户91622***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com