基于超声波六元阵列测距的WSN节点定位技术研究

基于超声波测距的定位技术以其精度高、范围广和性能稳定等优点,在无线传感器网络中广泛应用。为了实现较大范围的高精度定位,利用自主实现的超声波六元传感器阵列进行TDOA测距,并进行测距误差分析,然后采用基于测地距离的多维定标算法(Geodesic Distance MDS)进行无线传感器网络节点定位。在MATLAB平台下与Cricket采用的迭代式三边定位和AHLoS采用的多点定位算法进行对比仿真实验,结果表明Geodesic Distance MDS算法在不同网络规模和测距误差条件下均能够获得更高的定位精度和较小的定位误差。     

基于超声波和TDOA的无线传感器网络高精度定位方法

提出了基于超声波与射频信号到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的无线传感器网络节点定位方法。采用基于簇的分层网络拓扑结构,使用信标节点作为簇头,设计实现了动态簇头自动选取算法,提高了定位算法的快速响应性,并通过误差补偿和软件鲁棒性设计,提高了系统的定位精度。基于AVR单片机和CC1100射频芯片完成了无线传感器网络中移动节点、信标节点和汇聚节点的硬件设计与实现。实验数据表明本文设计的无线传感器网络定位系统的定位精度在30cm之内,并且定位算法具有较好的时间响应性,移动节点的最大速度可以达到11.5m/s。     

无线传感器网络TDOA测距误差分析与校正

测距是无线传感器网络定位的基础,基于TDOA的测距有较高的精度;分析现有的基于TDOA的无线传感器网络定位系统与算法,使用基于超声波传感器和无线射频模块的TDOA测距技术,并针对测距过程中存在的误差,提出一种新的误差补偿和校正方法;该方法在对TDOA误差源及其影响行为进行详细分析的基础上,建立了测距误差模型;对影响较大的误差因子给予单独校正,并结合相关数学原理,引入了最小二乘回归,建立了误差校正的方案;实验结果表明,该方法有效地减小了测距误差的影响,从而提高了系统定位精度。     

基于RSSI与TDOA的混合测距加权定位算法

对RSSI和TDOA测距技术优缺点进行分析,提出了基于（接收信号强度指示（RSSI）和信号到达时间差（TDOA）的混合测距加权定位算法,解决无线传感器网络定位系统中单纯依靠TDOA测距造成信标节点数量不足的问题。该算法根据测距方式的精度差异对测距结果进行加权校正处理,仿真实验表明,通过选择合适的加权值可以大大降低采用RSSI测距方式对定位精度产生的不利影响。     

基于正四棱锥形六元声阵列被动定位的研究

声音无线传感器网络节点利用到达时间差(TDOA)原理进行声音目标定位,提出了一种正四棱锥形六元声音阵列定位模型。推导出了目标空间定位计算公式,应用广义互相关算法对时延进行估计。同时对模型误差进行了分析。最后通过仿真实验,可以对目标进行有效定位,定位误差小。     

基于非测距的无线传感器网络节点定位技术研究

无线器传感器网络是由大量低廉的微型多功能传感器节点组成的无线网络,能够广泛应用在环境、军事、生态等领域进行事件监测。在网络中节点的自身定位至关重要。主要讲述了对于定位算法中基于锚节点的非测距方法。DV-Hop算法是为了避免对节点间距离的直接测量而提出来的。详细介绍了DV-Hop算法的节点定位过程并且分析了近期提出对DV-Hop算法的一些改进策略。     

基于目标定位的低功耗无线传感器网络节点设计

介绍了一种具有目标定位功能的新型无线传感器网络节点,通过该节点可以确定目标节点(以下简称为目标)的方位和距离,对目标方位的确定基于四元十字阵列的时延估计法,对目标距离的确定采用TDOA的射频+音频信号的测距机理;硬件电路以Micro-chip公司的dsPIC微处理器芯片和Altera公司的MAXⅡ系列CPLD为核心,包括4路音频信号采集调理单元、一个外部SRAM存储器、一个2.4G频段的无线收发单元和一个电源管理单元,实验数据表明,该节点测距误差小于2.5%,角度误差小于±3°。     

一种改进的免测距节点定位算法研究

为了更好地解决无线传感器网络中节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,在分析现有免测距定位算法的基础上,提出了一种免测距的节点定位改进算法。对传统DV-HOP算法进行了三方面的改进：利用未知节点到锚节点的距离及节点通信半径为约束条件构造似然函数,确定未知节点分布的可能区域;依据未知节点到各邻居锚点的跳数对它估计的平均每跳距离进行加权处理,然后用各邻居锚节点加权处理后的平均点的平均每跳距离,最后通过最小均方误差准则优化这一估计值;当未知节点获得与其3个或3个以上邻居锚节点的距离后,首先运用进行三边测量法进行自身定位,其后升级为锚节点,向网络中传播自己的位置信息。参与下一个未知节点的定位过程中,实现了传统DV—HOD算法的改进。仿真结果表明了该节点定位算法的有效性。     

基于UWB/AOA/TDOA的WSN节点三维定位算法研究

为了将二维定位算法AOA和TDOA拓展成三维定位算法,文中提出了一种基于AOA/TDOA和UWB传输技术的WSN节点三维定位算法。该算法采用二维的AOA测角算法测量未知节点与信标节点之间的角度,采用TDOA算法测量未知节点与信标节点之间的距离,在测角、测距的过程中采用UWB通信技术来传输探测信号,使得探测信号具有较高的时间分辨率,从而提高测角、测距精度,最后基于文中提出的待测节点三维坐标计算方法求解出待测节点的三维坐标。为了验证算法的有效性,在Matlab软件中进行了仿真实验。结果表明：新算法定位精度相比于AOA算法、TDOA算法都有大幅度提高。理论和实践皆表明：新算法具有较高的定位精度,能够满足未知节点在三维空间中的定位需求。     

基于无线传感器网络的煤矿井下人员定位系统设计与实现

井下人员定位系统对于提高煤炭企业的安全管理水平和应急救援水平都十分必要。现有基于RFID技术的井下人员定位系统开发受RFID技术的限制无法满足井下全方位人员定位的要求。近年来随着无线通讯技术和无线传感器网络技术的迅速发展,为研发下一代的井下人员定位系统提供了技术基础。该文针对煤矿井下人员定位的需求基于无线传感器网络技术提出了井下人员定位系统的设计方案,该方案能够实现井下人员的准确定位,有利于提升矿山企业的数字化安全管理水平。     

无线传感器网络TDOA定位系统的设计与实现

分析现有的基于TDOA的无线传感器网络定位系统与算法,使用基于超声波传感器和无线射频模块的到达时间差(TDOA)测距技术,完成了该定位系统、机制和算法的设计和实现;针对传感器网络在实际应用中的不均匀性布撒和不良节点定位等问题,在TDOA测距技术和多边测量定位算法的基础上,提出一种改进的定位算法,以提高网络定位性能;实验表明,改进后的定位系统有效的减小了网络的定位误差,解决了不良定位问题,可应用到无线传感器网络中。     

用于无线传感器网络的节点间协同定位算法的设计

给出一种无线传感器网络中无锚节点情况下的节点间相互协同定位的算法。它首先将节点进行分簇,把角度测量和距离测量结合起来,通过方位协同,逐步对同步中的节点进行方位调整和坐标调整,从而计算出所有节点的相对坐标。仿真结果表明,在节点随机分布的情况下,该算法比起业界公认的聚类SPA算法在网络覆盖率、定位误差率和通信开销3个方面都有更好的表现。     

基于TDOA的超声波室内定位系统的设计与实现

设计并实现了一种基于射频与超声波信号到达时间差的高精度室内定位系统,用于无线传感器网络中节点的定位和跟踪。系统中位置固定的信标节点周期性同步发射射频信号与超声波脉冲,待定位的移动节点测量接收到的射频和超声波信号的到达时间差,并将此数据采用分时的方式发送至中心控制主机。中心控制主机应用实验中得出的时间补偿参数,计算移动节点与信标节点之间的距离,最后采用极大似然估计算法实现目标的定位。实验结果表明,该系统的平均定位误差在10 cm以内,具有较高的定位精度。     

基于超声波传感器的测距系统设计

为了机器人能够安全的避障,我们利用SensComp公司生产的Polaroid6500系列超声波距离模块、600系列传感器和AT89C51单片机一起构成了超声波测距系统。本文介绍了该超声波测距系统的硬件设计、软件流程,并对实验结果进行了分析。     

基于无线传感器网络的门禁及定位系统

提出了一套基于无线传感器网络技术的门禁及定位解决方案,不仅实现了人员的考勤,也实现了人员及车辆的定位及跟踪等,并采用B／S模式进行远程信息查询,为不同层次用户提供了信息参考。     

基于TDOA定位机制的无线传感器网络节点设计

介绍了一种具有到达时间差(TDOA)定位机制的基于数字信号处理器(DSP)的无线传感器网络节点。它包括TMS320F2812DSP,512 kB的SRAM,2.4 GHz波段的无线收发模块、音频信号收发模块及电源管理模块等。节点通过测量RF同步信号与音频信号的TDOA来测量节点间的间隔距离,并采用互相关时延估计算法来实现节点定位。实验数据表明:该节点最远测距距离超过25m,角度误差小于3.7%。     

基于无线传感网的人工气候室数据采集系统

随着我国现代农业科技的发展,人工气候室作为一种可控环境实验室,越来越多地应用于作物培育、良种选育等领域,而对小气候要素的高精度、实时数据采集也显得越来越重要。在传统的人工气候室数据采集传输系统中,由于节点数量大且密集,给系统的布线和维护带来很大的困难。针对这些问题,文中提出了一种基于无线传感网的人工气候室数据采集系统实现方案,该系统可以非常方便地实现温度、湿度、光照、风速、雨量等气候要素的无线监测。