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基于EnOcean技术的移动目标定位研究

作　者: 唐刚
导　师: 苗放
学　校: 成都理工大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: EnOcean TCM120 无线定位 移动目标 信号强度指示
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 26次
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内容摘要


采用无线技术对移动目标进行定位是目前国内外的研究热点之一。本文在分析了通用的无线定位算法和无线定位方案的基础上,研究了短距离无线定位的基本特点,着重研究了以EnOcean技术为基础的定位方法。EnOcean技术在能量收集,低功耗和避免报文碰撞的机制上都具有优越的特性,文中使用EnOcean无线信号作为定位信号,在上位机端讨论EnOcean信号的RSSI估计,提出了基于EnOcean技术的移动目标定位架构,设计完成了定位架构的硬件搭建及移动目标的定位测试。为此,主要讨论了EnOcean技术的架构,能量收集及其无线传输技术。基于EnOcean的超低功耗特点,突出其应用于目前研究热点-无线传感网络领域的优势。在研究EnOcean产品独特性的基础上,提出利用PTM芯片作为移动目标节点,节省了大量的系统开发时间。根据网关节点和锚节点之间的通信机制,着重研究了TCM120中的“交互调制解调器”功能和串口传输特性。设计使用TCM120芯片为节点主芯片,STC12C5A60S为辅助控制模块,完成一个节点的基本功能配置。论文主要取得了以下几个方面的成果:1.提出了一种基于EnOcean技术的无线定位架构。通过对无线应用领域和研究需求的分析,采用EnOcean这种新兴的传输技术作为节点之间的传输协议。分析比较了目前比较流行的几种无线定位架构和所采用的定位算法,设计了基于EnOcean技术的无线定位架构。2.设计并实现了一种基于EnOcean技术架构的无线定位系统。针对目前短距离无线定位系统现状,广泛调研了市场上了各种无线定位技术。调研发现现有的产品虽然可以达到性能需求,但是在功耗上都存在一定问题且因为精度带来的成本问题使得现在的产品很难适应一般化应用。因此,在调研发现EnOcean技术在功耗、传输、成本等方面的独特特性以后,选定了可以作为定位系统节点的芯片,设计了适合于无线定位的射频模块板,硬件设计能够满足无线定位系统节点的基本功能。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 引言  9-14
  1.1 选题目的及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-12
  1.3 本文研究主要内容和主要成果  12-13
  1.4 文章总体结构  13-14
第2章 EnOcean 技术简介  14-19
  2.1 EnOcean 技术综述  14
  2.2 EnOcean 技术系统架构  14-19
    2.2.1 EnOcean 能量收集技术  15-16
    2.2.2 EnOcean 无线技术  16-19
第3章 无线定位技术  19-30
  3.1 引言  19
  3.2 定位原理  19-30
    3.2.1 手机基站网络定位  20-22
    3.2.2 WI-FI 定位  22-23
    3.2.3 RFID 定位  23-24
    3.2.4 Nanotron 定位  24-25
    3.2.5 UWB 定位  25-26
    3.2.6 WSN 定位  26-27
    3.2.7 其他定位技术  27
    3.2.8 分析比较  27-30
第4章 基于 Enocean 技术的无线定位系统设计  30-45
  4.1 设计理念  30-31
  4.2 TCM120 芯片介绍  31-39
    4.2.1 芯片总体介绍  31-32
    4.2.2 TCM120 性能简介  32
    4.2.3 TCM120 内部结构图  32-33
    4.2.4 天线  33
    4.2.5 RSSI 曲线  33-34
    4.2.6 TCM120 串口特性  34-39
      4.2.6.1 串口消息  34-36
      4.2.6.2 串口命令  36-39
  4.3 系统总体架构  39-41
  4.4 系统节点设计  41-44
    4.4.1 锚节点设计  42-43
    4.4.2 网关节点设计  43-44
    4.4.3 移动节点设计  44
  4.5 上位机数据接收  44-45
第5章 实验及数据分析  45-52
  5.1 实验设备  45
  5.2 实验过程  45-50
    5.2.1 数据流程  45-46
    5.2.2 系统功能测试  46-47
    5.2.3 系统实验  47-49
    5.2.4 功耗分析  49-50
  5.3 实验总结与分析  50-52
结论  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-57
攻读硕士期间取得的主要学术成果  57-58
附录 A  58-60

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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