發(fā)布時間：2025-03-30 02:45

　　室內定位伴隨物聯(lián)網技術在環(huán)境監(jiān)測、目標跟蹤、安全監(jiān)控等領域的應用逐漸成為人們關注的焦點。常見室內目標的定位采用兩種方法:兩點測距-幾何計算和創(chuàng)建空間模型。測量兩點距離的方法一般通過接收信號強度指示(RSSI),電波傳播時間(TOA),電波傳播時間差(TDOA)以及電波入射角(AOA)等方法獲得估計距離,再通過特定的定位計算方法得到未知節(jié)點的位置。創(chuàng)建空間模型的方法采用預先建立測量采集信號與實際距離的映射庫為基礎,通過匹配策略以及相關定位算法確定未知節(jié)點的位置。綜上所述,無需測距的定位技術具有成本低的顯著優(yōu)勢,但是RSSI的采集容易受到環(huán)境、人為測量等隨機因素干擾。結合以上兩大類的定位方法,本文在較小的硬件成本基礎下,為避免采集環(huán)境偶然因素干擾采用在不同位置采集RSSI,建立了基于Elman神經網絡映射的定位方法,從而獲得較高的定位精度。考慮實際采集的RSSI值的不確定性,用數組表示和評估處理采集的不確定性數據。對采集的RSSI進行Kalman均值濾波處理,建立含有最優(yōu)參數的RSSI值與對應距離之間的無線信號衰減模型。為了提高定位精度,利用了Elman神經網絡建立實際坐標與RSSI數組的映...

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 WSN相關結構
        1.1.2 WSN特點
        1.1.3 WSN定位技術的應用
    1.2 WSN定位的研究意義及現狀
        1.2.1 研究背景及意義
        1.2.2 國內外研究現狀
    1.3 課題研究內容和本文章節(jié)安排
第二章 WSN定位主要技術
    2.1 室內定位算法原理
        2.1.1 基于幾何距離計算的定位
        2.1.2 基于指紋類比的定位
        2.1.3 基于圖像處理的定位
    2.2 計算節(jié)點位置的基本方法
        2.2.1 三邊測距法
        2.2.2 三角測距法
        2.2.3 極大似然法
    2.3 無線傳播模型
        2.3.1 傳播路徑損耗模型
        2.3.2 基于RSSI的測距模型
    2.4 本章小結
第三章 誤差分析與設計優(yōu)化
    3.1 誤差來源分析
        3.1.1 節(jié)點運算產生誤差
        3.1.2 RSSI衰減模型產生誤差
        3.1.3 外部環(huán)境導致RSSI誤差
    3.2 誤差分析與解決方案
        3.2.1 截斷浮點數所致誤差
        3.2.2 RSSI衰減模型所致誤差
        3.2.3 室內場景所致誤差
    3.3 本章小結
第四章 系統(tǒng)總體的解決方案
    4.1 定位系統(tǒng)的設計方案
        4.1.1 系統(tǒng)設計的基本要求
        4.1.2 定位算法的選取
        4.1.3 WSN節(jié)點的設計方案
        4.1.4 系統(tǒng)的開發(fā)流程
    4.2 硬件設計與實現
        4.2.1 MCU控制模塊
        4.2.2 射頻通信模塊
        4.2.3 電源管理模塊
    4.3 軟件程序設計與實現
    4.4 本章小結
第五章 測距實驗與定位系統(tǒng)測試
    5.1 定位的實現流程
    5.2 Elman神經網絡的理論基礎
    5.3 RSSI樣本采集與處理
        5.3.1 均值濾波
        5.3.2 高斯濾波
        5.3.3 Kalman濾波
    5.4 實驗方案及定位評估
        5.4.1 實驗的硬件和場景說明
        5.4.2 Elman搜索定位及修正優(yōu)化
        5.4.3 仿真實驗定位評估
第六章 結論與展望
    6.1 主要工作內容
    6.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：4038063