基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的中期報告

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的中期報告目錄一、項目背景和研究意義二、研究現(xiàn)狀和相關(guān)工作三、研究思路和方法四、系統(tǒng)設(shè)計五、實驗結(jié)果和分析六、未來工作計劃一、項目背景和研究意義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是一種由許多小型、無線傳感器節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)，它們能夠協(xié)作工作，感知環(huán)境信息，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)交净蛑行墓?jié)點。WSN在環(huán)境監(jiān)測、智能家居、智能水利等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。WSN的節(jié)點通常需要具備定位功能，以便更好地掌握其位置信息，從而更好地維護和管理網(wǎng)絡(luò)。基于WSN的定位系統(tǒng)是指在WSN中實現(xiàn)節(jié)點位置信息的測量和定位。本項目旨在在WSN中設(shè)計和實現(xiàn)一個高精度的基于距離測量的節(jié)點定位系統(tǒng)，以更好地滿足WSN應(yīng)用中的位置信息需求。二、研究現(xiàn)狀和相關(guān)工作WSN中的節(jié)點定位是WSN中研究的一個重要領(lǐng)域，已有許多學(xué)者做出了許多有關(guān)節(jié)點定位的研究?，F(xiàn)有的節(jié)點定位方法主要包括基于信號強度指示（RSSI）的方法、基于距離測量（TOA、TDOA、AOA）的方法、以及基于多智能體系統(tǒng)（MAS）的方法等。其中，基于TOA的方法被廣泛應(yīng)用于節(jié)點定位中，具有高精度、不受環(huán)境影響等優(yōu)點。三、研究思路和方法本項目的研究思路是基于TOA測量距離，結(jié)合多智能體系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)點定位。具體方法如下：1.利用無線信號在空氣中傳播的時間差測量兩個節(jié)點間的距離。2.使用多智能體系統(tǒng)，使得多個節(jié)點配合完成節(jié)點定位任務(wù)。3.借助于全局定位方法，建立全局坐標系，以解決節(jié)點的相對定位問題。四、系統(tǒng)設(shè)計1.距離測量模塊設(shè)計（1）接收機設(shè)計利用STM32F103ZET6芯片設(shè)計接收機，具有上位機通訊（UART）功能。通過UART可將收到的RSSI轉(zhuǎn)化為距離。（2）發(fā)射機設(shè)計發(fā)射機通過CC2530芯片實現(xiàn)，實現(xiàn)發(fā)射距離的調(diào)節(jié)和信號強度的控制。（3）時鐘同步機制通過時鐘同步機制，保證各節(jié)點時鐘同步，獲得統(tǒng)一的時間基準，可提高定位準確度。2.多智能體系統(tǒng)設(shè)計本項目中采用的是基于節(jié)點測距的多智能體系統(tǒng)，其主要功能是協(xié)作完成節(jié)點定位任務(wù)。3.全局定位方法本項目中采用的全局定位方法是激光掃描定位，通過激光掃描儀采集場景三維信息，使得每個節(jié)點的坐標值可以基于全局坐標系的位置確定。五、實驗結(jié)果和分析目前，我們已完成了距離測量模塊的設(shè)計和實現(xiàn)，并基于多智能體系統(tǒng)完成了節(jié)點定位的初步設(shè)計和測試。實驗結(jié)果表明，我們的系統(tǒng)定位誤差較小，且準確度較高。六、未來工作計劃1.完善多智能體系統(tǒng)，提升定位精度