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来源: admin   发布时间: 2017-07-03   1615 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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        基于无线定位技术的升降车臂架姿态感知系统,  中山横栏出租升降车, 中山横栏租赁升降车, 中山横栏升降车  无线定位技术作为无线传感网中的关键技术,在位置检测、目标跟踪、环境监测等应用领域都有着重要的理论和实际意义。在实际的应用中,要根据具体的环境、应用需求选择合适的定位芯片以及定位算法。本文所研制的升降车臂架姿态感知系统中的定位芯片采用的是独特线性调频扩频(CSS)通讯技术的高集成度混合信号芯片。




          CSS是ChirpSpreadSpectrum的简称,即线性调频扩频技术。CSS工作于ISM2.4GHz,是啁啾脉冲的MDMA调制技术的首次实现。CSS提供中等带宽(1to2Mbps),功耗低,传输距离远。当chirppulse的持续时间固定为1μs,数据率为2Mbps。在很长一段时间CSS技术主要用于雷达领域,直到2007年CSS成为802.15.4a协议的底层技术,CSS才受到越来越多的人关注。CSS的特点如下:



       1)CSS通讯是一种载波通讯技术,该信号是脉冲载波;



      2)CSS利用脉冲压缩技术,使有用脉冲信号集聚,能量压缩加大,极易检测出有用脉冲信号,具有较强的抗干扰性和多径效应;



      3)CSS经过匹配滤波器时,由于脉冲压缩,能量集聚,能获得较高的处理增益。同时,CSS信号在频域和时域上延伸,信号频谱密度减小。因此CSS技术的整体功耗较低[33]。




      4)CSS可以运用FM、AM、PM等技术手段产生脉冲信号。扩频手段有四种:直接序列(DS,如Zig-Bee)扩频、线性调频(Chirp)扩频、以及跳时(TH)扩频、跳频(P'H)扩频[34]。




      5)CSS还考虑到定位需求,提供(SDS-TWR)测距服务,以TOA的方式测距、定位。





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      无线定位技术常见测距类型. 在WSN中定位时,依据是否需要节点间的距离信息,我们将定位算法分为基于距离(range-based)的定位算法和与距离无关(range-free)的定位算法[36]。基于距离的定位算法包括接收信号强度(RSSI),信号传播时间/到达时间差/飞行时间(TOA/TDOA/RTOF),接收信号相位(PDOA),近场电磁测距(NFER),接收信号角度定位(AOA);与距离无关(range-free)的定位算法包括不定形(Amorphous)定位算法,质心算法,DV-Hop算法,近似三角形内点测试法(APIT)等等。与距离无关的定位算法硬件成本低、功耗小,但其节点部署密度大、定位精度不高,不能满足高精度定位需求的案例。基于测距的定位算法对网络的硬件设施要求高、通信开销大、计算量高,但是优点是定位精度高,定位精度理论可达毫米级,能满足高精度的定位需求,常见的range-based定位算法有Cricket算法、AHLos算法等等。




    节点位置估计方法WSN中基于测距的定位机制中,测距是第一步,获得基本的测距信息之后,可用精确高效的几何方法来估算未知节点的位置坐标。常用的几何估算方法有三边测量法、三角测量法、极大似然估计法。(1)三边测量法三边测量法原理。设参考节点A、B、C的坐标分别为ABBBCC(x,y)(x、,y)(x、,y),未知节点M的坐标为(x,y),M到A、B、C的距离分别为MAMBMCd、d、d。当测得的未知节点M到参考节点A、B、C的距离等于真是距离时,上述三个方程相交于一点,该点即为未知节点的理论位置。但是在实际测量中,由于噪声和测量误差的存在,在实际情况中三个圆并不会交于一点。这时可利用最小二乘或者其他优化方法来估计节点位置。对于参考节点A、C和角AMC,若弧度AC在ABC内,那么能唯一的确定一个圆。设圆心为1O1O1o(X,Y),半径为1r,AMC,得到下列方程组:方程组可得到圆心1o的坐标和1r的大小。同理可以得到圆心2o的坐标o2o2(x,x)和半径2r,以及圆心3o的坐标o3o3(x,x)和半径3r。最后同三边测量法计算估计点M的坐标。






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