基于nanopan5375的室内无线定位系统研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于nanoPAN5375的室内无线定位系统研究论文作者：张震学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：控制科学与工程指导教师：林涛职称：教授万方数据万方数据DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofControlScienceandEngineeringRESEARCHOFINDOORWIRELESSLOCATIONSYSTEMBASEDONNANOPAN5375ByZhang

2、ZhenSupervisor.Prof.LinTaoMarch2014万方数据万方数据原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：

3、学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：万方数据万方数据摘要近年来，室内无线定位技术得到世界各大公司和高校研究人员的关注。因为无线定位技术有着广阔的应用前景，其在工业监控与控制、公共安全与突发事件处理、制造业与物流业、医疗保健等行业都得到广泛应用。而在当前的无线定

4、位技术中，GPS显然无法应用于室内，而超声波、WiFi、RFID、UWB等技术在室内定位的应用中也都具有各自的优缺点。因此，选取合适的无线定位技术对室内定位系统非常重要。本文研究了线性调频扩频（CSS）技术，并与其它几种无线通信技术做了技术特点以及优势的比较。设计了一种基于nanoPAN5375射频模块的室内无线定位系统，该系统的设计包括无线终端的软、硬件设计，上位机监控软件的设计。系统采用SDS-TWR算法，完成了无线终端点对点测距程序的代码编写，实现了测距；采用被动式定位方案，完成了Sink、Anchor、Tag三种终端

5、程序的代码编写，实现Tag移动节点的定位。然后，基于C#开发语言，在VisualStudio2008开发环境下，联合MapInfo以及MapXtreme开发出图形化显示的上位机监控软件。上位机采用最小二乘法，实现了节点的坐标解算。最后对系统进行整体测试，其功能达到了预期设计。对于大规模的室内无线定位系统，nanoPAN5375网络中的节点容量将会非常大，此时将会造成网络传输负载压力大、丢包率升高、网络延时等影响网络性能的因素。因此，在完成定位最小系统的情况下，为了网络能够容纳更多的节点，需要进行组网设计。本文提出了一种基于簇

6、结构及TDMA的组网算法，并对算法进行了仿真。仿真结果表明，该算法有效可行。关键字：无线定位；CSS；nanoPAN5375；SDS-TWR；最小二乘法；组网；NS2仿真I万方数据II万方数据ABSTRACTInrecentyears,indoorwirelesslocationSystemhavegotextensiveattentionofBigcompaniesandUniversityresearchersaroundtheworld.WirelesslocationSystemarewidelyusedinthei

7、ndustrialmonitoringandcontrol,publicsafetyandemergencytreatment,manufacturingandlogisticsindustry,healthcareandotherindustriesbecauseofitsbroadapplicationprospects.However,currentwirelesslocationtechnology,suchasGPSobviouslycannotbeusedindoorwhileothertechnologiess

8、uchasultrasound,WiFi,RFID,UWBappliedinindoorlocationalsohavetheirrespectiveadvantagesanddisadvantages.Therefore,selectinganappropriatekindofwirel