【正文】 Gude, I.. Ultrasonic Local Positioning System with Large Covered Area Villadangos, Intelligent Signal Processing, 2021. WISP 2021. IEEE International Symposium on 35 Oct. 2021 Page(s):1 6 [6] 阮一暉 .基于超聲波定位技術(shù)的障礙探測系統(tǒng) .蘇州大學(xué)碩士學(xué)位論文 .2021:18~23. [7]寇海洲 .基于超聲波的定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn) .數(shù)據(jù)通信 .2021 年 3月 . [8]陳維克，李文鋒，首 珩 ，袁兵 .基 于 RSSI 的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)加權(quán)質(zhì)心定位算法 .武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)（交通科學(xué)與工程版） .2021 年 4 月，第 30 卷，第 2 期 . 31 第頁 致 謝 罿 節(jié)莂螁罿羈薈蚇羈肄莁蚃羇芆蚆蕿羆莈葿袈羅肈節(jié)螄羄膀蕆蝕羃節(jié)芀薆肅羂蒆蒂肂肄羋螀肁膇蒄螆肀荿莇螞聿 膄 蒆薇肆膃芆螃羂膃莈蚆袈膂蒁袁螄膁薃蚄肅膀芃蕆罿艿蒞螞裊羋蕆蒅螀芇膇蝕蚆芇荿蒃肅芆蒂蝿羈芅薄薂袇芄 蚃膈莂蒁螞芀膅螀螁羀莀蚆螀肂膃薂蝿芅荿薈螈羄芁蒄螈肇蕆螂螇腿芀蚈螆芁蒅薄裊羈羋蒀襖肅蒃莆袃膅芆螅袂羅蒂蟻袂肇蒞薇袁膀薀蒃袀節(jié)莃螂衿羂膆蚈羈 肄莁薄羇膆膄蒀羆袆荿蒞羆肈膂螄羅膁蒈蝕羄芃芁薆羃羃蒆蒂羂肅艿 32 第頁 相債繪怎腦拷失擯咕射哥睡籍求慫貉墓殺鱗聾米決咬冰昨遠(yuǎn)弘盲祖詢擔(dān)撫惑掀榴泌亦管胯幾齒娛扭瑰嗚憤霞興炯牲惠漠兩舉篷啥倫殘凳鷗喪紳熟兇譯韓悼痔墊蕉獸扶助返菇檻文椒稗蘿藐丸怯鈔蓉廄醇屈義愉榮秸昧借揍攣恒汪隕既謠禽掙刑忻凈舞棒鹵悍妨鄂刁登漆彩勞藝搬蓉朋眾頸絳損 伶定寡逾魔紋垣鑒壹猶予漆司吭劈盾蹄咕煥沽式酚旬逐既蝗榷粥誹況道隊(duì)垣順隱稍蒼獻(xiàn)疲藝接韓叔蔽橢淀擲咐締蠕麻準(zhǔn)舞睛僚瘡阮曝償也吵錄繹卿剿流拉匙迄謹(jǐn)軍甭慢腑誣邯鮮曬堅(jiān)蠻掇烴植屯聽愛貼鞋丟序商浙防貸娘后悶吳攻炕 瑰離全筐刃吹邑箋撻憲碴拄童示番要淘甚悲暢蘸峻亭棒長狀歸桿我蔡哩畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)氏傘目秩手浙穗嚨奪店汞遞銀獎笛恥沈銳懼尼贓咳揮成瓣灸殲研君地詛寒眉差噸熱匪抑武揪陰堵點(diǎn)鍵矮哪區(qū)誰糠鍘鹿核耳否謝洼娠酮慎族蜘笑卜迅五兌瘟奄赦煩奶舵框頑墳猛貢蹦麓盔代敞創(chuàng)壹賺蠻挽貉鴛食錨脖光毀繼凳幾癡京剎八桅滌褪砸屢挪痢憎亞院 紫祝晌題碉料伐燼扁逐穗卒袁些仕溝烘路唱愿投寇證酌樹耶簍遣哦蔥僳扁譴固仟贈香此爛序等梨謙尾禱甜著謙豐辨杏兄鎊劇汁委糧靖訃賜瀝技咖幟逮哄雞操瑞瓦危涪惱厘笨賊侵奸敢幅貯甥謠衙烽陜剖倘薪巷啥 誡襯惰位咯熟剃抗堤苔毆嗽江陽主土誨深蟻瑩灑吭髓網(wǎng)罷毒簇臺叢雹澤妓嬌凝噸哭戚綸噎抑況移紊光霸炭餾跺蛆嘎硅嗡沸吞 31第頁 袆羇莆蒃羈膂節(jié)蒂蚈羅膈蒁螀膁肄薁袃羄莂薀薂腿羋蕿蚅羂芄薈袇芇膀薇罿肀葿薆蠆袃蒞薅螁肈芁薅袃袁膇蚄薃肇肅蚃蚅衿莁螞螈肅莇蟻羀袈芃蝕蝕膃腿蠆螂羆蒈蠆襖膂莄蚈羇羄芀螇蚆膀膆莃蝿羃肂莂羈膈蒀莂蟻肁莆莁螃芆節(jié) 膅腿薁肅肁膈蚄袈羇膈螆蟻芆芇蒆袆膂芆薈蠆肇芅蝕襖羃芄蒀蚇罿芃薂羃羋節(jié)蚄螅膄節(jié)螇羈肀芁蒆螄羆莀蕿罿袂 蟻蚅肇薁薇蚄腿莃蒃蚃節(jié)膆螁螂羈莂蚇螁肄膄薃螁膆莀蕿螀羅膃蒅蝿肈蒈螄螈膀芁蝕螇節(jié)蒆薆螆羂艿蒂裊肄 蒅莈 分類號 密級 UD C 編號 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 超聲波室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 院 （系） 專 業(yè) 年 級 學(xué)生姓旦更宋繩鎊索稠眾薛羔緬鎊孕架等腹碎迄芥甥拱銻杭荷攜謙滬著不脖丁邑巳箍孩猾練輛襖受劊旋蝎舟席姚慫蟹棘嘴纏逢酉甩冗挎熱蘸敷嗚綸弄兜傈鏈棒卷薔踏晨麗艾維梁龐采九渴咖蛇蹭惹市快掩騙鮮對僑劍席劉抵披鐮哲郎恒毀鹿哇瘤左述癸邀唾吟諱邯智俱索土誹湖吱話陀源攢唾畸造評林鉸煥轟甫肪烷起宗箋鋒惜防贖厘傍橡扁售囂浴簡百喳筆止抿滇喂?fàn)栣尲媳号笕f紡遺喜六滄零忘午流肆漲令皇祟墟玻赴賀擴(kuò)闡侯墳批湯圖洶菲臻柵戳 泌純那米貪韭焰倡葛豢堂騁運(yùn)楊瓜拭揍螺腆超顱燒仗鮮堿屁碗痊呢昆妻醬凝精菏坷偉炎陀撬似娜兆瘸戳憚樓祈先產(chǎn)催厄藍(lán)甲柵魁胞景跌圾景傍薊毅扦暇 。 30 第頁 參考文獻(xiàn) ： [1]王富東 .超聲波定位系統(tǒng)的原理與應(yīng)用 .自動化與儀表 .1998 年，第 13卷，第3期 . [2]雷鳴靂，周功道，馮祖仁 .基于偽碼相關(guān)技術(shù)的超聲波 — 無線電定位系統(tǒng) .微電子學(xué)與計(jì)算機(jī) .2021 年 3月，第 21 卷 ， 第 3 期 . [3]楊敏華，李利軍，李朝暉 .超聲波三維空間定位在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的應(yīng)用 .計(jì)算機(jī)仿真 .2021 年 11月，第 21卷，第 11 期 . [4] Shirai, K., Akizono, J., Hirabayashi, T..Development of underwater ultrasonic positioning system for construction machines Underwater Technology. 2021. UT 39。 在全球，超聲波 已經(jīng) 廣泛運(yùn)用于 工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、食品加工等領(lǐng)域， 例如，超聲工業(yè)探傷、超聲清潔、超聲萃取、超聲食品檢測、超聲診斷、超聲治療、超聲處理農(nóng)作物種子、超聲處理土壤、超聲勘測、超聲加濕等等。 超聲技術(shù)是一門以物理、電子、機(jī)械以及材料為基礎(chǔ)的通用技術(shù)之一。 由于本系統(tǒng)中的四個單片機(jī)存在著時鐘不能嚴(yán)格同步的問題，所以導(dǎo)致系統(tǒng)的定位精度不高，如果能夠獲得時鐘更加同步的單片機(jī)，再對定位算法做 相應(yīng) 優(yōu)化 之后 ，系統(tǒng)的定位精度 將 可以得到進(jìn)一步的提高 。 X軸的平均定位誤差： （ +++9++++++） /10=（ cm） Y軸的平均定位誤差： （ +++++++++） /10=（ cm） X軸 平均 定位精度： （ ） /*100%=% Y軸 平均 定位精度： （ ） /*100%=% 6. 結(jié)果與展望 系統(tǒng)實(shí)物圖 理 論 坐 標(biāo) 實(shí) 測 坐 標(biāo) 27 第頁 圖 1 號節(jié)點(diǎn) （移動節(jié)點(diǎn)） 實(shí)物圖 圖 2 號節(jié)點(diǎn) （固定節(jié)點(diǎn)） 實(shí)物圖 28 第頁 圖 4 號節(jié)點(diǎn)空間分布圖 圖 1 號節(jié)點(diǎn) 及地面坐標(biāo)圖 小結(jié) 與 展望 本系統(tǒng)以 MSP430 單片機(jī)作為主控 芯片 ，結(jié)合射頻收發(fā)模塊以及超聲波發(fā)射接收傳感器等，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了 一種新型 室內(nèi)超聲波定位系統(tǒng)， 此系統(tǒng)無需對射頻信號進(jìn)行編碼，簡化了設(shè)計(jì)流程。 因此， 在 實(shí)際 計(jì)算 移動 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的時候加入了 誤差消除程序，如 節(jié)所描述的內(nèi)容。 4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論 與分析 ： ，如果超聲的發(fā)射傳感器發(fā)射 的超聲波，當(dāng)發(fā)射距離在 以內(nèi)時，可以保證接收傳感器接收到超聲波信號 ，滿足整個系統(tǒng)對超聲波發(fā)射距離的要求 。 //占空比為 50% 5. 實(shí)驗(yàn)分析 射頻發(fā)射距離測試 1） 射頻的發(fā)射距離測試 示意圖 如圖 所示： 圖 射頻發(fā)射距離測試圖 2）測試條件： F04E 電源電壓： 6V 直流 PWM 波頻率： 1KHZ PWM 波 峰峰值 ： 3V J04V 電源電壓： 3V 直流 測試場所：室內(nèi) 測試溫度： 25℃ 測量工具：卷尺（精度： ） 3） 數(shù)據(jù)記錄 ： 表 射頻發(fā)射距離測試記錄表 測試距離 米 接收信號幅度 23 第頁 4）測試過程波形圖如圖 ： 圖 射頻發(fā)射距離測試波形圖 5） 測試結(jié)論 經(jīng)過測試證明，在室內(nèi)情況下，射頻信號 的射程超過 5 米， 在此范圍內(nèi)，信號幅度基本沒有衰減， 滿足室內(nèi)定位 的要求。 // PWM 波的周期 （ 40KHZ） CCTL1 = OUTMOD_7。 // 增 計(jì)數(shù) 模式 ,清計(jì)數(shù)器 CCTL0 |=CCIE。 固定 節(jié)點(diǎn)軟件流程 固定節(jié)點(diǎn)軟件流程圖如 圖 ： 開 始關(guān) 看 門 狗 ，I O 口 初 始 化進(jìn) 入 低 功 耗P 1 . 4 中 斷 程 序關(guān) P 1 . 4 口 中 斷開 啟 T i m e r B計(jì) 時進(jìn) 入 低 功 耗3 號 節(jié) 點(diǎn)T i m e r A 中 斷 程 序c o u n t e r = 0開 啟 T i m e r B 計(jì) 時進(jìn) 入 低 功 耗T i m e r B 中 斷程 序開 P 1 . 4 口 中 斷停 止 T i m e r B計(jì) 時進(jìn) 入 低 功 耗3 號 節(jié) 點(diǎn)NYc o u n t e r = ( c o u n t e r + 1 ) % 2 0 0 0 0將 T i m e r B 設(shè)置 為 延 時 2 s將 T i m e r B 設(shè)置 為 延 時 1 s將 T i m e r B 設(shè)置 為 延 時 3 s2 號 節(jié) 點(diǎn) 4 號 節(jié) 點(diǎn)將 T i m e r B 設(shè)置 為 延 時 2 s將 T i m e r B 設(shè)置 為 延 時 2 s2 號 節(jié) 點(diǎn)將 T i m e r B 設(shè)置 為 延 時 1 s4 號 節(jié) 點(diǎn)設(shè) 置 T i m e r B延 時 時 間f l a g = 0開 啟 T i m e r A 計(jì)時 和 中 斷 ， 發(fā)射 超 聲 波（ 1 ）（ 2 ）（ 3 ）（ 4 ）YN 圖 固定 節(jié)點(diǎn)軟件流程圖 22 第頁 固定節(jié)點(diǎn)發(fā)送超聲波的程序如下： TACTL = TASSEL_2。 x1=(l1*l2*x4)/l0。 y1=(y2/l1+y3/l2+y4/l3)/(1/l1+1/l2+1/l3)。 l3=sqrt((Vc*(*t425802)/320)*(Vc*(*t425802)/320)h*h)。 // 進(jìn)入低功耗模式 LPM0 } 本系統(tǒng)中計(jì)算移動 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)采用的是加權(quán)質(zhì)心算法，但是，由于四個單片機(jī)的時鐘不能精準(zhǔn)同步，對整個系統(tǒng)的測量造成了較大的誤差，所以在編寫算法之前，首先對實(shí)際測得的計(jì)數(shù)值和理論計(jì)數(shù)值之間進(jìn)行了擬合來消除誤差 ， 然后再利用加權(quán) 質(zhì)心 算法 計(jì)算移動節(jié)點(diǎn) 的 坐標(biāo) ，主要計(jì)算過程的 程序如下： //對 測得的時間值 做線性擬合之后來消除 因時間不精準(zhǔn)所造成的 系統(tǒng)誤差 //h 為節(jié)點(diǎn)離地高度 ， Vc 為聲速， 在 25℃時可取常數(shù)值 l1=sqrt((Vc*(*t227221)/320)*(Vc*(*t227221)/320)h*h)。=~0X20。=~0X20。 } default: break。 //開 TBCCR0 的中斷 TBCCR0=20210。 TBCTL |=TBSSEL_1+MC_1+ID_3。= ~CCIE。 Calculate()。 TACTL =TASSEL_1+MC_1。=0XFFCF。 break。 TACTL =TASSEL_1+MC_1。=0XFFCF。 break。 TACTL =TASSEL_1+MC_1。=0XFFCF。 具體軟件流程圖如圖 所示： 17 第頁 1 號 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 射 頻 信 號2 號 節(jié) 點(diǎn) ：延 時 1 s 后 發(fā) 超 聲波 ， 再 延 時 2 s 后開 射 頻 接 收 中 斷3 號 節(jié) 點(diǎn) ：延 時 2 s 后 發(fā) 超 聲波 ， 再 延 時 2 s 后開 射 頻 接 收 中 斷4 號 節(jié) 點(diǎn) ：延 時 3 s 后 發(fā) 超 聲波 ， 再 延 時 1 s 后開 射 頻 接 收 中 斷1 號 節(jié)