基于nrf2401無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊和超聲波技術(shù)的精確定位系統(tǒng)的研制文庫(kù)(編輯修改稿)
2025-02-12 10:54 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ， 隨 機(jī) 延 遲 若 干 個(gè) 定 位 周 期 ， 在 其 ＣＨ１ 和 ＣＨ２ 上 均未監(jiān)聽(tīng)到信號(hào)后， 重發(fā)定位請(qǐng)求。隨機(jī)延遲定位周期 數(shù) 的 取 值 范 圍 依 據(jù) 系 統(tǒng) 的 信 標(biāo) 節(jié) 點(diǎn) 數(shù) 量 （或 者 最 大 可 容 納 的 數(shù) 量 ）和 正 常 情 況 下 一 個(gè) 信 標(biāo) 節(jié) 點(diǎn) 被 請(qǐng) 求 定 位 的 頻 度來(lái)確定。 在 特 殊 情 況 下 ， 無(wú) 線(xiàn) 收／發(fā) 模 塊 半 雙 工 的 工 作 方 式 還會(huì)造成中心節(jié)點(diǎn)在發(fā)出外部網(wǎng)絡(luò)策動(dòng)的定位公告后 系統(tǒng)收不到超聲波信標(biāo)， 也就是中心節(jié)點(diǎn)發(fā)外部網(wǎng)絡(luò)策動(dòng)的定位公告的同時(shí)， 與這個(gè)定位公告對(duì)應(yīng)的被定位物 體正在發(fā)定位請(qǐng)求。發(fā)生這種情況的概率極低， 信標(biāo)節(jié) 點(diǎn) 的 處 理 方 法 同 上 （因 為 信 標(biāo) 節(jié) 點(diǎn) 也 收 不 到 對(duì) 應(yīng) 的 定 位 公 告 ）， 而 中 心 節(jié) 點(diǎn) 在 等 不 到 超 聲 信 標(biāo) 后 ， 出 現(xiàn) 空 閑 時(shí) 就 重發(fā)定位請(qǐng)求。 圖 ５ 實(shí)際位置與測(cè)量值之間的距離差 用 ｔ′代 替 （２） 式 和 （３） 式 中 的 ｔｉ ， 經(jīng) 過(guò) 計(jì) 算 將 得 到 更 ｉ 準(zhǔn)確的被定位物體的坐標(biāo)。 ５ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 很顯然，本系 統(tǒng)可以 獨(dú)立 存在 和運(yùn)行 ， 可以 廣泛應(yīng) 用 于 其 它 需 要 精 確 定 位 的 系 統(tǒng) 中 。圖 ５ 顯 示 了 一 個(gè) 定 位 目 標(biāo)使用本系統(tǒng)測(cè)定位置時(shí)， 測(cè)量值和實(shí)際值之間的距離 差； 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。影響定位精 度的因素主要來(lái)源于應(yīng)用環(huán)境的溫度梯度、 速和超聲 風(fēng) 波 的 ＬＯＳ 傳 播 路 徑 等 。 參考文獻(xiàn) １ 付 維 權(quán) ， 孫 志 仁 ， 曹 奇 英 ． 普 適 計(jì) 算 中 的 定 位 感 知 系 統(tǒng) ［Ｊ］． 單 片 機(jī) 與 嵌 入 式 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 ， ２００４ （ ２ ） ：１５～ １８ ４ 超聲波收發(fā)時(shí)間差的修正 為了準(zhǔn)確地測(cè)出被定位物體的精確坐標(biāo)， 超聲波的 收發(fā)時(shí)間差必須測(cè)得非常準(zhǔn)確。 １ 是中心節(jié)點(diǎn)發(fā)出定 表 位公告后， 與測(cè)量時(shí)間差有關(guān)的事件及對(duì)應(yīng)時(shí)刻。 在 普 通 節(jié) 點(diǎn) 中 定 時(shí) 器 獲 得 的 時(shí) 間 差 是 Ｔ′ Ｔ３ 。 很 明 ７－ 顯， 這不是超聲波所測(cè)距離的傳播時(shí)間， 真正的傳播時(shí) 間 應(yīng) 為 Ｔ′ Ｔ′ ５－ ４ 。測(cè) 出 每 一 步 的 時(shí) 延 ， 然 后 再 計(jì) 算 出 超 聲 波所測(cè)距離的真正傳播時(shí)間是復(fù)雜和不現(xiàn)實(shí)的。 要讓 只 普通節(jié)點(diǎn)的超聲波接收頭與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的超聲波發(fā)射頭 零距離， 運(yùn)行一次， 讀取普通節(jié)點(diǎn)中定時(shí)器的值 ｔ 校正 ２ 杜高社， 高 瑋， 趙 琳． 脈沖激光測(cè)距中時(shí)間放大技術(shù)實(shí) 驗(yàn) 研 究 ［Ｊ］． 應(yīng) 用 光 學(xué) ， ２００３ ； ２４ （ ５ ） ：１６～ １９ ３ 林 志 斌 ， 徐 柏 齡 ． 基 于 傳 聲 器 陣 列 的 聲 源 定 位 ［Ｊ］． 電 聲 技 術(shù) ， ２００４（５）：１９～ ２３ ４ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ ｏｆ ｎＲＦ２４０１：Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ ２．４ＧＨｚ Ｒａｄｉｏ Ｔａｎｓｃｅｉｖｅｒ． ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｖｌｓｉ．ｎｏ （ 收 稿 日 期 ： ２００５－ ０２－ １５ ） ，則 系統(tǒng)正式運(yùn)行時(shí)， 超聲波所測(cè)距離的真正傳播時(shí)間為： ｔ′ ｉ － ｔ ｉ ＝ｔ 校正 （４） ８０ 歡迎網(wǎng)上投稿 ｗｗｗ．ａｅｔｎｅｔ．ｃｎ ｗｗｗ．ａｅｔｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ 電子技術(shù)應(yīng)用》２００５ 年第 ８ 期 《 1本文由金鳳凰2011貢獻(xiàn) pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 集成電路應(yīng)用 基于 ｎＲＦ２４０１ 無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊和 超聲波技術(shù)的精確定位系統(tǒng)的研制 李國(guó)華， 沈樹(shù)群 （ 北 京 郵 電 大 學(xué) 電 子 工 程 學(xué) 院 ， 北 京 １００８７６ ） 摘 要 ： 精 確 的 位 置 信 息 是 實(shí) 現(xiàn) 普 適 計(jì) 算 的 要 求 。 出 了 基 于 ｎＲＦ２４０１ 無(wú) 線(xiàn) 收 發(fā) 模 塊 和 超 聲 波 技 提 術(shù) 的 精 確 定 位 系 統(tǒng) 的 組 成 框 架 和 定 位 算 法 ； 并 給 出 了 基 于 ｎＲＦ２４０１ 無(wú) 線(xiàn) 收 發(fā) 模 塊 組 成 傳 感 器 網(wǎng) 絡(luò) 的 ＭＡＣ 協(xié) 議 和 超 聲 波 收 發(fā) 時(shí) 間 差 的 修 正 方 案 。 關(guān)鍵詞： 超聲波定位 普適計(jì)算 無(wú)線(xiàn)電收發(fā)模塊 媒體接入控制 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的發(fā)展， 普適計(jì) 算 （Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ） 將 被 應(yīng) 用 在 各 種 領(lǐng) 域 ， 融 入 到 人 們的日常生活中， 提高人們的生活質(zhì)量和水平。普適計(jì) 算的一個(gè)前題條件是必須獲取普適計(jì)算對(duì)象的位置信 息 ［１］ ， 這 個(gè) 位 置 信 息 依 據(jù) 普 適 計(jì) 算 的 不 同 應(yīng) 用 ， 可 以 是 基于區(qū)域范圍的， 也可以是基于精確坐標(biāo)的。 有很多定位技術(shù)都可以對(duì)物體進(jìn)行定位， 但適合普 適計(jì)算要求的、 多個(gè)移動(dòng)物體精確定位的、 子系統(tǒng) 對(duì) 電 復(fù) 雜 性 ［２］ 低 的 技 術(shù) 卻 并 不 多 。 普 適 計(jì) 算 的 應(yīng) 用 環(huán) 境 一 般 在室內(nèi)， 并且要求定位精度達(dá)到厘米級(jí)， 定位系統(tǒng)必須 能很方便地在空間布置。 于無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊和超聲波技 基 術(shù)的精確定位系統(tǒng)是一種可行的適合普適計(jì)算要求的 定位系統(tǒng)。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是電子系統(tǒng)復(fù)雜性低， 容易實(shí) 現(xiàn)且成本低； 定位精度高， 容錯(cuò)性能好； 定位信標(biāo)體積 小， 可以附著在任何需要定位的移動(dòng)或不移動(dòng)物體上； 除了被定位物體策動(dòng)定位請(qǐng)求外， 還允許外部網(wǎng)絡(luò)策動(dòng) 定位請(qǐng)求和監(jiān)控被定位物體。 圖 １ 定位系統(tǒng)的組成 超聲波 信標(biāo)節(jié)點(diǎn) 普通節(jié)點(diǎn) 中心節(jié)點(diǎn) 普通節(jié)點(diǎn) 收／發(fā) 模 塊 、 超 ＭＣＵ 、 聲 波 接 收 頭 和 電 源 等 組 成 ； 而 中 心 與 節(jié) 點(diǎn) 則 由 無(wú) 線(xiàn) 收／發(fā) 模 塊 、 ＤＳＰ 、 外 部 網(wǎng) 絡(luò) （ 可 用 于 策 動(dòng) 定 位 請(qǐng) 求 和 監(jiān) 視 追 蹤 目 標(biāo) ）的 接 口 等 幾 部 分 組 成 ， 具 有 極強(qiáng)的計(jì)算能力， 用于控制定位系統(tǒng)中超聲波發(fā)射和接 收 的 同 步 。每 個(gè) 普 通 節(jié) 點(diǎn) 的 空 間 位 置 在 這 個(gè) 定 位 系 統(tǒng) 構(gòu) 筑期間已經(jīng)確定， 并存儲(chǔ)在中心節(jié)點(diǎn)內(nèi)。定位請(qǐng)求可以 由外部網(wǎng)絡(luò)通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)發(fā)起， 也可以由被定位物體通 過(guò)其附著的超聲波信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)起， 分別如圖 ２ 和圖 ３ 所 １ 定位系統(tǒng)的組成 定 位 系 統(tǒng) 的 組 成 如 圖 １ 所 示 。超 聲 波 信 標(biāo) 節(jié) 點(diǎn) 由 無(wú) 線(xiàn) 收／發(fā) 模 塊 、 超 與 ＭＣＵ 、 聲 波 發(fā) 射 頭 、 被 定 位 物 體 通 信 的接口和電源等組成； 傳感器節(jié)點(diǎn)（ 即普通節(jié)點(diǎn)） 由無(wú)線(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! （ 接上頁(yè)） 參考文獻(xiàn) １ 陳 培 玉 ， 闕 沛 文 ． ＥＰＰ 并 口 與 Ａ
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