發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 07:09

【摘要】：隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,野生動(dòng)物的生存環(huán)境正面臨日益嚴(yán)重的威脅和挑戰(zhàn)。研究野生動(dòng)物行為生態(tài)規(guī)律對(duì)于生物資源的保護(hù)至關(guān)重要,而缺乏行之有效的定位跟蹤手段是目前研究野生動(dòng)物保護(hù)工作的最大障礙。高效率的精確定位是實(shí)現(xiàn)野生動(dòng)物定位跟蹤的基礎(chǔ),也是保證野生動(dòng)物行為監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù),精確的定位信息和區(qū)域環(huán)境信息的持續(xù)采集對(duì)于研究野生動(dòng)物運(yùn)動(dòng)規(guī)律,建立瀕危種群人工飼養(yǎng)環(huán)境信息庫(kù)具有重要意義[2]。野生定位跟蹤技術(shù)的關(guān)鍵在于如何提高定位精度,并能長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)。目前,成熟的野生動(dòng)物定位技術(shù)多采用GPS定位,而民用GPS適合大范圍定位無(wú)法在小范圍內(nèi)保證精度[3-5]。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和傳感器技術(shù)的發(fā)展為野生動(dòng)物定位跟蹤提供了新的解決辦法,本文針對(duì)野生動(dòng)物定位跟蹤問題,設(shè)計(jì)了基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的小范圍定位系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析說明,本文的主要研究?jī)?nèi)容有:(1)學(xué)習(xí)并掌握了野生動(dòng)物定位跟蹤的相關(guān)知識(shí)理論和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀及其定位技術(shù),在充分探討野生動(dòng)物定位跟蹤的需求下,設(shè)計(jì)了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的野生動(dòng)物定位跟蹤系統(tǒng)。(2)研究了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋算法,依據(jù)野生動(dòng)物定位跟蹤背景提出了基于菱形網(wǎng)格劃分的同構(gòu)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布置方法,并進(jìn)行理論推導(dǎo),驗(yàn)證了方法的高效性。(3)針對(duì)無(wú)跡卡爾曼濾波跟蹤機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)時(shí)容易出現(xiàn)目標(biāo)丟失的問題,提出了基于無(wú)跡卡爾曼濾波和IMM卡爾曼濾波的混合定位跟蹤算法,有效提高了機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的跟蹤性能。(4)根據(jù)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用設(shè)計(jì)思路,對(duì)野生動(dòng)物定位系統(tǒng)的軟硬件組成進(jìn)行了設(shè)計(jì)。并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)和分析,實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【圖文】：

圖 5-2-2 SI4432 電路處理器的選型及設(shè)計(jì)主控制芯片選用意法半導(dǎo)體公司的 STM32F103ZET6 Cor采用 3.3V 低電壓供電，應(yīng)用場(chǎng)合廣泛，，且功耗低、性能是 32 位， 寄存器是 32 位， 存儲(chǔ)器接口也是 32 位，采獨(dú)立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，支持 Thumb 指令集，片內(nèi)B RAM ，工作頻率可達(dá) 72MHz。包含 12 為 AD 轉(zhuǎn)換模多種通信方式如 SPI、USART、CAN 等�？梢詽M足多節(jié)的工作需求。如圖 5-2-3 為 STM32 的最小系統(tǒng)電路圖。

圖 5-2-2 SI4432 電路5.2.2 節(jié)點(diǎn)微處理器的選型及設(shè)計(jì)匯聚節(jié)點(diǎn)主控制芯片選用意法半導(dǎo)體公司的 STM32F103ZET6 Cortex-M3[17]微處理芯片，采用 3.3V 低電壓供電，應(yīng)用場(chǎng)合廣泛，且功耗低、性能穩(wěn)定。內(nèi)部的數(shù)據(jù)路徑是 32 位， 寄存器是 32 位， 存儲(chǔ)器接口也是 32 位，采用哈佛體系架構(gòu)，擁有獨(dú)立的指令總線和數(shù)據(jù)總線，支持 Thumb 指令集，片內(nèi) 256KBFLASH，48KB RAM ，工作頻率可達(dá) 72MHz。包含 12 為 AD 轉(zhuǎn)換模塊和定時(shí)器，支持主流多種通信方式如 SPI、USART、CAN 等�？梢詽M足多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)融合及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的工作需求。如圖 5-2-3 為 STM32 的最小系統(tǒng)電路圖。
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2704336