【摘要】：近幾年來,由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,移動終端設(shè)計(jì)廠家們都將使用位置信息的服務(wù)(LBS)作為產(chǎn)品的必備功能之一。因此,有越來越多的研究者將目光著眼于應(yīng)用于室內(nèi)和室外環(huán)境的個(gè)人導(dǎo)航及定位方面。在眾多的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中,LoRa(Long Range,即長距離)技術(shù)因其成本低廉、電池功耗低、傳輸距離長、網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)脫穎而出,眾多物聯(lián)網(wǎng)研究者與用戶們開始對此技術(shù)報(bào)以強(qiáng)烈的關(guān)注和普遍的應(yīng)用,因此,使用LoRa技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)定位具有極大的實(shí)用價(jià)值。本文使用LoRa技術(shù)對目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維定位的方法進(jìn)行了研究。通過對幾種業(yè)界常用的定位方法的對比分析,選擇了基于接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)的定位方法對定位系統(tǒng)進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì),并采用加權(quán)的方法對三邊定位方法進(jìn)行了優(yōu)化,最后還采用分區(qū)域求解環(huán)境參數(shù)以及使用高斯濾波和均值濾波對RSSI值進(jìn)行優(yōu)化的方法對定位精度進(jìn)行了優(yōu)化。本文設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng)包括LoRa節(jié)點(diǎn)硬件實(shí)現(xiàn)、節(jié)點(diǎn)收發(fā)代碼和定位計(jì)算軟件三大部分。其中LoRa網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備節(jié)點(diǎn)以SX1278芯片作為通信主導(dǎo),此外還包含了MCU、硬件電路以及天線。節(jié)點(diǎn)收發(fā)代碼的開發(fā)使用Arduino公司自主開發(fā)的軟件開發(fā)環(huán)境。此外,論文對本文所述LoRa定位系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的功能和收發(fā)流程進(jìn)行了詳盡介紹。定位坐標(biāo)計(jì)算軟件使用QT Creator環(huán)境+C語言進(jìn)行開發(fā),論文對定位坐標(biāo)計(jì)算軟件的原理及工作流程進(jìn)行了詳盡的介紹。論文最后部分?jǐn)⑹隽嗽趯?shí)際環(huán)境下對本文設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng)進(jìn)行的測驗(yàn),并對測驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了匯總和誤差分析,結(jié)果表明:本文所設(shè)計(jì)的定位系統(tǒng)能夠?qū)δ繕?biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三維定位。最后,指出了現(xiàn)有工作的缺陷所在并展望了后續(xù)的研究工作。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5;TP391.44
【圖文】：

圖 2-1 LoRa 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖LoRa 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由三部分組成，通常包括內(nèi)置 L關(guān)（或稱集中器）以及 LoRa 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，這三個(gè)組端設(shè)備：通常采用電池充電，有時(shí)會配備傳感器裝置MAC 層和應(yīng)用層，遵守 LoRa 聯(lián)盟規(guī)定的協(xié)議規(guī)范對點(diǎn)的遠(yuǎn)距離低功耗傳輸。關(guān)/集中器：支持對多終端信號的多信道、多調(diào)制收信號。網(wǎng)關(guān)所使用的射頻器件通常與終端設(shè)備完全還能在終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器間充當(dāng)橋梁作用，任意一個(gè)終端設(shè)備都能采用多種方式隨時(shí)與 LoRa 網(wǎng)間均能實(shí)現(xiàn)雙向通信。網(wǎng)關(guān)和終端設(shè)備之間的連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間的連接則是通過標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP、以 3G、4G 甚至于 5G）方式。在其他通信技術(shù)內(nèi)，網(wǎng)

第二章 相關(guān)理論知識概述2.1.2 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)簡述上面介紹的 LoRa 是物理層協(xié)議，而本節(jié)敘述的 LoRaWAN 則是 MAC 協(xié)議LoRaWAN 規(guī)范的推出主要是為了滿足物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)低功耗的通信需求。LoRaWAN 協(xié)議的設(shè)計(jì)理念主要是物聯(lián)網(wǎng)對于新的通信方式有一些核心需求，括保證終端節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)、節(jié)點(diǎn)之間的雙向且安全的通信、終端設(shè)備不再固定而是時(shí)可移動以及部署的簡易性。部署一個(gè) LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)并不需要太復(fù)雜的操作和置就可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間的通信和操作。同時(shí)，為了確保不同國家和地區(qū)之的 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)之間的可互操作性，LoRa 聯(lián)盟已將 LoRaWAN 協(xié)議進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)和范化，并取得了良好的用戶反饋。LoRaWAN 主要定義了 LoRa 網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，而 LoRa 的物理可以進(jìn)行長距離通信。協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在決定電池壽命、網(wǎng)絡(luò)容量、服務(wù)質(zhì)量和全性方面最具影響力。LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)層次及協(xié)議架構(gòu)示意圖如圖 2-2 所示[40]。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文注的重點(diǎn)以及互聯(lián)網(wǎng)中的基礎(chǔ)服務(wù)之一，國研工作者們投入了大量時(shí)間和精力參與到室在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了非常多有意義、有價(jià)值的文套真正意義上的定位系統(tǒng)需要具有距離測量、般進(jìn)行定位的主要流程首先是要在環(huán)境中放待測位置放置定位終端，并保證定位終端與參到用以計(jì)算的參數(shù)，如角度、到達(dá)時(shí)間等，最算出定位終端節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)不網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的通信計(jì)算出參考節(jié)點(diǎn)自己的位置部署多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)，通過它們和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)之的定位系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖如圖 2-3 所示。相互通信

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2770987