基于DSP的无线传感器网络定位设计
作者:亚傅体育app 发布时间:2021-07-01 00:14
本文摘要:概要:为了构建无线传感器网络节点内部、节点与节点之间的有效地通信,在使用Atmel公司的ATZB-900-B0在无线通信硬件模块和IEEE802.15.4MAC协议栈的基础上,根据定位网络的应用于市场需求以及数据命令的用途,制订节点消息格式、消息类型和消息内容,具体消息的明确南北,确认节点的应用层框架结构。通过超声波涉及的测距定位算法来对网络节点的测距性能和定位系统性能展开实验分析。 定位实验结果表明,节点的平均值定位误差为0.27m,仅次于定位误差为0.76m。

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概要:为了构建无线传感器网络节点内部、节点与节点之间的有效地通信,在使用Atmel公司的ATZB-900-B0在无线通信硬件模块和IEEE802.15.4MAC协议栈的基础上,根据定位网络的应用于市场需求以及数据命令的用途,制订节点消息格式、消息类型和消息内容,具体消息的明确南北,确认节点的应用层框架结构。通过超声波涉及的测距定位算法来对网络节点的测距性能和定位系统性能展开实验分析。

定位实验结果表明,节点的平均值定位误差为0.27m,仅次于定位误差为0.76m。章节无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)具备信息采集、传输、处置的功能和动态的流形结构。微小型传感器节点具备计算能力、通信能力,将其部署在监控区域内,包含可以自律已完成自的组织特定任务的WSN智能网络信息系统,无线传感器节点在监控区域内构建自定位。

无线传感器节点不仅要需要构建自身定位,还要需要在监控区域内经常出现入侵者时,有效地决定必要的节点来歼灭入侵者,起着自律防卫的起到。当前,国内外的高校、科研机构以及其他的组织早已研发出有很多成熟期的WSN定位系统。

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如ActiveBadge、ActiveBat系统、AHLos系统、SpiderBat系统等。其中,国内关于定位方法和技术的研究较为多,国外的研究积极开展的较为早于,很多定位系统早已走进实验室,投放商业化应用于。但仍不存在节点测距范围受限、定位精度不高等关键技术问题。目前,常用的定位技术主要是基于红外测距、RSSI检测、声波以及超声波测距的定位技术,主要是室内环境中应用于。

红外信号的穿透性劣,更容易受到环境因素的影响,传输距离较短,必须大量的传感器节点,定位系统的成本较高。因此,在已完成测距定位的同时,研发一个非常简单简单、操作者便利的定位监控系统也十分最重要。

针对上述问题,本文以节点高精度系统定位为目标,研究基于DSP的涉及定位技术,设计并构建了基于超声波涉及检测定位系统,系统界面友好关系,可以为WSN获取更佳的节点自身定位服务反对。1定位系统结构根据定位系统的实际拒绝,设计了WSN定位系统,系统的基本结构如图1右图。该系统主要由两部分构成:定位网络和监控系统。定位网络中节点的方位随机展开部署,其方位不确认,节点通过超声波涉及测距技术,用于涉及检测算法计算出来节点之间的距离,通过无线方式将距离信息发送传送至Sink节点。

上位机监控系统部分又分成Sink节点信息处理和终端界面显示两个子部分,Sink节点根据搜集到的节点距离信息来计算出来节点的座标方位,终端界面显示网络拓扑结构及节点座标。1.1传感器节点架构根据明确应用于场景的有所不同,节点的总体框架主要由DSP、RAM、ATZB-900-B0无线传输模块、射频发送天线、温度测量模块、A/D取样模块、超声波发送电路以及电源模块构成。本设计中无线数据通信模块搭配Atmel公司的ATZB-900-B0模块,它是一个灵敏度低、功耗较低、超强紧凑型的IEEE802.15.4/ZigBee模块。定位系统的网络重新组建以及节点间的消息传输都是通过ZigBee技术来构建的。

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1.2节点传感器模块超声波测距传感器是一种以超声波为载体的微小型测距雷达,其具备结构非常简单、体积小、能耗较低、信息处理非常简单可信、价格低廉的特点,不不受光照、电磁、粉尘以及烟雾等因素的阻碍。为了解决问题单一超声波传感器方向指向性唯一的问题,本文使用六元阵列的方法,将六组超声波发送分析仪均匀分布在于是以六边形的边上,如图2右图,确保成像信号的二维平面仅有向发送。

1.3节点处理器模块由于节点要在野外环境中,无法展开电源的供给,节点必须维持尽量长时间的工作状态或者正处于待机状态,这也就拒绝处理器的能量消耗要尽量小,缩短节点的寿命。所以挑选高性能、低功耗的控制器在节点设计中至关重要。TMS320C6748TMDSP是TI公司生产的一款新型低功耗浮点型DSP处理器,归属于C6000系列,使用了超长指令字(VeryLongInstructionWord,VLIW)结构,为DSP的高效运营获取了确保。

它融合了TMS320C67xTMDSP和TMS320C64xTMDSP的指令集架构,反对DSP的高数字信号处理性能和精简指令计算机(ReducedInstructionSetComputer,RISC)技术,符合当前的应用于场景市场需求。除高速处置能力、极低的功耗以及非常丰富的外设模块外,还具备音频、视频等多媒体能力以及高速STAT硬盘和SD模块的外部存储器模块等,由于这些不是本论文注目的焦点,在此不赘述。


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