現(xiàn)如今,我國人口老齡化愈發(fā)嚴(yán)重,空巢老人數(shù)量與日俱增,老人們趨向選擇機(jī)構(gòu)養(yǎng)老,然而傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)養(yǎng)老模式無法實(shí)現(xiàn)對(duì)老人的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù),智慧養(yǎng)老成為必然趨勢(shì)。所謂智慧養(yǎng)老是指借助物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴技術(shù)與移動(dòng)技術(shù)等為老人提供實(shí)時(shí)、高效、智能的養(yǎng)老服務(wù)。在這一模式中,精確、實(shí)時(shí)地掌握院中老人活動(dòng)的位置信息是服務(wù)開展的基礎(chǔ),因此需要研制高精度、高容量、高動(dòng)態(tài)、高可靠性的智慧養(yǎng)老院人員定位系統(tǒng)。本文針對(duì)上述需求,開展基于TDOA被動(dòng)測(cè)量的UWB定位技術(shù)研究。為提升定位性能,研究了高精度無線時(shí)間同步技術(shù)和定位數(shù)據(jù)處理技術(shù)。此外,給出了定位系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,定制了系統(tǒng)硬件平臺(tái)。最后,搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以驗(yàn)證定位系統(tǒng)的有效性。本文主要工作包括:1.對(duì)比了現(xiàn)有的人員定位技術(shù)和定位原理,確定采用UWB定位技術(shù)并選擇基于TDOA測(cè)量的定位機(jī)制,針對(duì)TDOA定位中建立的雙曲線方程組求解難的問題,提出使用Chan算法獲得初值并通過泰勒級(jí)數(shù)展開獲取更優(yōu)的位置估計(jì)結(jié)果,估計(jì)誤差可以達(dá)到CRLB。2.針對(duì)定位系統(tǒng)工作中對(duì)于高精度時(shí)間同步的需求,對(duì)比分析了參考廣播同步機(jī)制(RBS)、傳感器時(shí)間同步算法(TPSN)和泛洪時(shí)間同步協(xié)議(FT...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 人員定位系統(tǒng)國內(nèi)外研究態(tài)勢(shì)
    1.3 超寬帶定位技術(shù)國內(nèi)外研究態(tài)勢(shì)
    1.4 本文的主要工作與安排
第二章 人員定位技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 無線定位原理
        2.1.1 基于AOA測(cè)量的定位原理
        2.1.2 基于RSS測(cè)量的定位原理
        2.1.3 基于時(shí)間測(cè)量的定位原理
    2.2 基于TDOA定位的解算方法
        2.2.1 Fang算法
        2.2.2 Chan算法
        2.2.3 泰勒級(jí)數(shù)展開算法
    2.3 UWB定位信號(hào)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 智慧養(yǎng)老院人員定位關(guān)鍵技術(shù)研究
    3.1 時(shí)間同步技術(shù)
        3.1.1 RBS同步機(jī)制
        3.1.2 TPSN同步機(jī)制
        3.1.3 FTSP同步機(jī)制
        3.1.4 時(shí)間同步機(jī)制同步精度對(duì)比
    3.2 數(shù)據(jù)處理技術(shù)
        3.2.1 卡爾曼濾波算法
        3.2.2 卡爾曼濾波新息正交性抗野值方法研究
        3.2.3 數(shù)據(jù)處理效果仿真驗(yàn)證
    3.3 本章小結(jié)
第四章 智慧養(yǎng)老院人員定位系統(tǒng)研制
    4.1 系統(tǒng)需求分析
    4.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
        4.2.1 系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)
        4.2.2 定位方法設(shè)計(jì)
        4.2.3 同步方法設(shè)計(jì)
        4.2.4 系統(tǒng)組網(wǎng)方法設(shè)計(jì)
        4.2.5 終端入網(wǎng)設(shè)計(jì)
        4.2.6 終端數(shù)據(jù)回傳方案設(shè)計(jì)
    4.3 定位系統(tǒng)工作流程
        4.3.1 中心站定位工作流程
        4.3.2 輔站定位工作流程
        4.3.3 終端定位工作流程
    4.4 定位系統(tǒng)硬件平臺(tái)搭建
        4.4.1 中心站硬件設(shè)計(jì)定制
        4.4.2 輔站硬件設(shè)計(jì)定制
        4.4.3 定位終端硬件設(shè)計(jì)定制
    4.5 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)測(cè)試與驗(yàn)證
    5.1 測(cè)試方案設(shè)計(jì)
        5.1.1 測(cè)試環(huán)境搭建
        5.1.2 測(cè)試方法與步驟
    5.2 定位精度測(cè)試結(jié)果與分析
        5.2.1 靜態(tài)位置精度測(cè)量結(jié)果與分析
        5.2.2 航跡精度測(cè)量
    5.3 定位容量測(cè)試及結(jié)果
    5.4 系統(tǒng)功能測(cè)試及結(jié)果
        5.4.1 軌跡實(shí)時(shí)顯示
        5.4.2 軌跡回放
        5.4.3 電子圍欄越界報(bào)警
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3761021