基于nrf2401無線收發(fā)模塊和超聲波技術的精確定位系統(tǒng)的研制文庫(編輯修改稿)
2025-02-12 10:54 本頁面
【文章內容簡介】 ， 隨 機 延 遲 若 干 個 定 位 周 期 ， 在 其 ＣＨ１ 和 ＣＨ２ 上 均未監(jiān)聽到信號后， 重發(fā)定位請求。隨機延遲定位周期 數(shù) 的 取 值 范 圍 依 據(jù) 系 統(tǒng) 的 信 標 節(jié) 點 數(shù) 量 （或 者 最 大 可 容 納 的 數(shù) 量 ）和 正 常 情 況 下 一 個 信 標 節(jié) 點 被 請 求 定 位 的 頻 度來確定。 在 特 殊 情 況 下 ， 無 線 收／發(fā) 模 塊 半 雙 工 的 工 作 方 式 還會造成中心節(jié)點在發(fā)出外部網(wǎng)絡策動的定位公告后 系統(tǒng)收不到超聲波信標， 也就是中心節(jié)點發(fā)外部網(wǎng)絡策動的定位公告的同時， 與這個定位公告對應的被定位物 體正在發(fā)定位請求。發(fā)生這種情況的概率極低， 信標節(jié) 點 的 處 理 方 法 同 上 （因 為 信 標 節(jié) 點 也 收 不 到 對 應 的 定 位 公 告 ）， 而 中 心 節(jié) 點 在 等 不 到 超 聲 信 標 后 ， 出 現(xiàn) 空 閑 時 就 重發(fā)定位請求。 圖 ５ 實際位置與測量值之間的距離差 用 ｔ′代 替 （２） 式 和 （３） 式 中 的 ｔｉ ， 經(jīng) 過 計 算 將 得 到 更 ｉ 準確的被定位物體的坐標。 ５ 實驗結果和結論 很顯然，本系 統(tǒng)可以 獨立 存在 和運行 ， 可以 廣泛應 用 于 其 它 需 要 精 確 定 位 的 系 統(tǒng) 中 。圖 ５ 顯 示 了 一 個 定 位 目 標使用本系統(tǒng)測定位置時， 測量值和實際值之間的距離 差； 實驗結果表明本系統(tǒng)達到了設計目標。影響定位精 度的因素主要來源于應用環(huán)境的溫度梯度、 速和超聲 風 波 的 ＬＯＳ 傳 播 路 徑 等 。 參考文獻 １ 付 維 權 ， 孫 志 仁 ， 曹 奇 英 ． 普 適 計 算 中 的 定 位 感 知 系 統(tǒng) ［Ｊ］． 單 片 機 與 嵌 入 式 系 統(tǒng) 應 用 ， ２００４ （ ２ ） ：１５～ １８ ４ 超聲波收發(fā)時間差的修正 為了準確地測出被定位物體的精確坐標， 超聲波的 收發(fā)時間差必須測得非常準確。 １ 是中心節(jié)點發(fā)出定 表 位公告后， 與測量時間差有關的事件及對應時刻。 在 普 通 節(jié) 點 中 定 時 器 獲 得 的 時 間 差 是 Ｔ′ Ｔ３ 。 很 明 ７－ 顯， 這不是超聲波所測距離的傳播時間， 真正的傳播時 間 應 為 Ｔ′ Ｔ′ ５－ ４ 。測 出 每 一 步 的 時 延 ， 然 后 再 計 算 出 超 聲 波所測距離的真正傳播時間是復雜和不現(xiàn)實的。 要讓 只 普通節(jié)點的超聲波接收頭與信標節(jié)點的超聲波發(fā)射頭 零距離， 運行一次， 讀取普通節(jié)點中定時器的值 ｔ 校正 ２ 杜高社， 高 瑋， 趙 琳． 脈沖激光測距中時間放大技術實 驗 研 究 ［Ｊ］． 應 用 光 學 ， 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 ， 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)正式運行時， 超聲波所測距離的真正傳播時間為： ｔ′ ｉ － ｔ ｉ ＝ｔ 校正 （４） ８０ 歡迎網(wǎng)上投稿 ｗｗｗ．ａｅｔｎｅｔ．ｃｎ ｗｗｗ．ａｅｔｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ 電子技術應用》２００５ 年第 ８ 期 《 1本文由金鳳凰2011貢獻 pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機查看。 集成電路應用 基于 ｎＲＦ２４０１ 無線收發(fā)模塊和 超聲波技術的精確定位系統(tǒng)的研制 李國華， 沈樹群 （ 北 京 郵 電 大 學 電 子 工 程 學 院 ， 北 京 １００８７６ ） 摘 要 ： 精 確 的 位 置 信 息 是 實 現(xiàn) 普 適 計 算 的 要 求 。 出 了 基 于 ｎＲＦ２４０１ 無 線 收 發(fā) 模 塊 和 超 聲 波 技 提 術 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 線 收 發(fā) 模 塊 組 成 傳 感 器 網(wǎng) 絡 的 ＭＡＣ 協(xié) 議 和 超 聲 波 收 發(fā) 時 間 差 的 修 正 方 案 。 關鍵詞： 超聲波定位 普適計算 無線電收發(fā)模塊 媒體接入控制 隨著計算機技術和無線電通信技術的發(fā)展， 普適計 算 （Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ） 將 被 應 用 在 各 種 領 域 ， 融 入 到 人 們的日常生活中， 提高人們的生活質量和水平。普適計 算的一個前題條件是必須獲取普適計算對象的位置信 息 ［１］ ， 這 個 位 置 信 息 依 據(jù) 普 適 計 算 的 不 同 應 用 ， 可 以 是 基于區(qū)域范圍的， 也可以是基于精確坐標的。 有很多定位技術都可以對物體進行定位， 但適合普 適計算要求的、 多個移動物體精確定位的、 子系統(tǒng) 對 電 復 雜 性 ［２］ 低 的 技 術 卻 并 不 多 。 普 適 計 算 的 應 用 環(huán) 境 一 般 在室內， 并且要求定位精度達到厘米級， 定位系統(tǒng)必須 能很方便地在空間布置。 于無線收發(fā)模塊和超聲波技 基 術的精確定位系統(tǒng)是一種可行的適合普適計算要求的 定位系統(tǒng)。本系統(tǒng)的特點是電子系統(tǒng)復雜性低， 容易實 現(xiàn)且成本低； 定位精度高， 容錯性能好； 定位信標體積 小， 可以附著在任何需要定位的移動或不移動物體上； 除了被定位物體策動定位請求外， 還允許外部網(wǎng)絡策動 定位請求和監(jiān)控被定位物體。 圖 １ 定位系統(tǒng)的組成 超聲波 信標節(jié)點 普通節(jié)點 中心節(jié)點 普通節(jié)點 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 則 由 無 線 收／發(fā) 模 塊 、 ＤＳＰ 、 外 部 網(wǎng) 絡 （ 可 用 于 策 動 定 位 請 求 和 監(jiān) 視 追 蹤 目 標 ）的 接 口 等 幾 部 分 組 成 ， 具 有 極強的計算能力， 用于控制定位系統(tǒng)中超聲波發(fā)射和接 收 的 同 步 。每 個 普 通 節(jié) 點 的 空 間 位 置 在 這 個 定 位 系 統(tǒng) 構 筑期間已經(jīng)確定， 并存儲在中心節(jié)點內。定位請求可以 由外部網(wǎng)絡通過中心節(jié)點發(fā)起， 也可以由被定位物體通 過其附著的超聲波信標節(jié)點發(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 節(jié) 點 由 無 線 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（ 即普通節(jié)點） 由無線 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! （ 接上頁） 參考文獻 １ 陳 培 玉 ， 闕 沛 文 ． ＥＰＰ 并 口 與 Ａ
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