学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无线传感器网络技术在鱼雷罐车的应用研究

作　者: 黄连英
导　师: 黄瑾娉
学　校: 安徽工业大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 无线传感器网络射频标识技术鱼雷罐车定位系统
分类号: TN929.5;TF341.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 55次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在监测区域内,通过部署大量的廉价传感器节点,就可以构建一个无线传感器网络。网络中的传感器节点能够以自组织的方式协作地对各种环境或监测对象的信息进行实时监测、感知、采集和处理操作。不需要基础设施的支持,无线传感器网络就具有布置简易、抗毁性强等优点,能够在人们无法接近的恶劣或特殊的环境中完成监测任务,因此具有十分广阔的应用前景,从而引起了世界许多国家军界、学术界和工业界的高度重视,成为了一个新兴前沿热点研究领域。在传统的炼铁工艺中,采用鱼雷罐车装运铁水。装载铁水前,要求鱼雷罐车停放到出铁场摆动溜槽下部的受铁位置,并上报鱼雷罐车的编号。国内多采用人工管理、现场观察的调度方式实现鱼雷罐车的定位操作和控制,并采用人工方式读取刻印在鱼雷罐车上的编号。由于不同鱼雷罐车的罐内残渣量存在差异,每个罐车可以装载的铁水量不同,这些自动监控装置还要求能够自动获取罐车编号,以确定满罐铁水的终点控制目标,防止溢罐故障发生。鉴于人工方式操作存在不确定性,本文采用三角测量与质心相融合定位算法来实现鱼雷罐车自动定位和罐号自动识别功能。为保证鱼雷罐车进入炼铁厂出铁场摆动溜槽下部的受铁位置的准确性和可靠性,利用射频标识技术,设置了冗余定位。同时也为前述的定位系统提供距离计算、校正的依据。本文完成的主要工作如下:(1)阅读和分析了有关无线传感器网络的大量文献资料,总结并介绍了无线传感器网络的发展历史、网络结构、传感器节点结构、协议栈结构、特点、性能评价标准、关键技术和应用领域。(2)介绍了关于无线传感器网络中节点自身定位的基础知识,包括节点定位机制、节点测距方法、计算节点位置的基本方法以及定位性能评价指标。接下来总结了近年来该领域具有代表性的算法及系统的原理和特点。(3)提出了一种三角测量与质心相融合的节点定位算法,对定位算法过程进行了详细的阐述,并用NS2仿真工具对算法在平均误差方面进行了仿真,结果表明,当信标节点的数目达到22个时,能大大的减少平均误差。(4)研究了硬件设计的功能需求,硬件选型的相关知识;接着对MSP430、CC2430进行了详细介绍;最后对节点设计、冗余定位设计及在鱼雷罐车上的应用进行了阐述。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-14
  1.1 课题研究目的与意义  10
  1.2 课题国内外研究发展状况  10-13
    1.2.1 相关关键技术及发展  10-12
    1.2.2 国内外研究状况及趋势  12-13
  1.3 论文的研究内容与拟解决的问题  13
  1.4 论文的章节安排  13
  1.5 本章小结  13-14
第2章无线传感网络通讯技术的各种实现技术和关键问题  14-26
  2.1 无线传感网络通讯技术  14-17
    2.1.1 IrDA 技术  14-15
    2.1.2 BIuetooh  15
    2.1.3 HomeRF  15-16
    2.1.4 UWB 技术  16
    2.1.5 RFID 技术  16-17
  2.2 无线传感器网络体系结构  17-18
    2.2.1 无线传感器网络物理体系结构  17
    2.2.2 无线传感器网络通信体系结构  17-18
    2.2.3 传感器节点结构及协议栈  18
  2.3 无线传感器网络的特点  18-20
  2.4 无线传感器网络的关键技术  20-23
  2.5 无线传感器网络的行业应用  23-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章无线传感器网络定位综述  26-32
  3.1 信标节点和未知节点  26
  3.2 节点间距测量方法  26-27
    3.2.1 基于无线波传播时间（TOA）  26
    3.2.2 基于到达时间差（TDOA）  26
    3.2.3 基于到达角度（AOA）  26-27
    3.2.4 基于无线信号强度指示（RSSI）  27
  3.3 计算节点位置的基本方法  27-29
    3.3.1 三边测量法  27
    3.3.2 三角测量法  27-28
    3.3.3 极大似然估计法  28-29
  3.4 无线传感器网络定位的性能评价  29-30
  3.5 相关定位算法综述  30-31
  3.6 本章小结  31-32
第4章三角测量与质心相融合的节点定位算法及NS2 仿真  32-37
  4.1 质心计算公式  32
  4.2 质心定位算法及其优点  32
  4.3 定位算法过程  32-33
  4.4 NS2 仿真工具  33-35
    4.4.1 NS2 简介  33-34
    4.4.2 NS2 的功能模块及特点  34-35
    4.4.3 NS2 的仿真模拟步骤  35
  4.5 仿真实验及分析  35-36
  4.6 本章小结  36-37
第5章定位系统的硬件设计  37-43
  5.1 功能需求  37
  5.2 系统硬件选型  37-40
    5.2.1 主控制器(MCU)的选型  37-38
    5.2.2 MSP430 系列单片机及其特点  38-40
    5.2.3 射频收发器CC2430  40
  5.3 移动节点设计  40-41
  5.4 参考节点设计  41
  5.5 冗余定位的设计  41
  5.6 本章小结  41-43
第6章总结与展望  43-44
  6.1 工作总结  43
  6.2 未来工作展望  43-44
参考文献  44-48
在研究生期间发表的论文  48-49
致谢  49

无线传感器网络技术在鱼雷罐车的应用研究

内容摘要

全文目录

相似论文