超声波室内定位系统设计开题报告
2021-12-25 16:16:56
全文总字数：2365字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
| （1）研究目的：设计并实现了一种基于超声波信号到达时间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。误差有效控制在1%以内，响应时间在0.1s内。采用Cricket 系统，即信标节点作为信号发射节点, 待定位的移动节点用于信号的接收，有很好的可扩展性。 （2）研究意义：本世纪初以来，定位技术应用越来越广泛，越来越受到关注，因此对定位技术的研究也随之越来越多。定位系统可分两种，广域和局域的。超声波作为一种机械波，因为其良好的方向性和高传播能量等优良特性越来越多的被应用在各领域，特别是在测量领域更受到青睐。在 随着GPS技术的发展,GPS在测量中得到广泛应用。但由于GPS在室内测量时，受接收卫星信号影响，很多情况下无法进行准确测量。而本文讨论的超声波室内定位技术可以实现人员、物体等在室内空间中的位置监控，这一技术可以弥补卫星定位在建筑物内无法定位的缺陷。 |
国内外研究现状
本世纪以来，室内定位已经迎来了高速发展的阶段，现在可以看到和预测的趋势可以总结以下几点：(1)基于低功耗蓝牙BLE的定位技术会被越来越广泛应用。蓝牙室内定位已发展一段时间，但过去并未受重视，随着苹果公司提出的iBeacon技术，BLE定位受到相当大的关注。(2)多种技术结合的混合定位方法，以满足各种室内环境和应用场景的需求，并弥补单一技术的局限。越来越多的解决方案已经将9轴或12轴惯性传感器技术和其它技术如基于WiFi的定位技术融合到一起，并且这已经成为趋势。Google、Broadcom、CSR 都提供多种技术融合的混合解决方案。未来会有更多的解决方案是完整的传感器/WiFi/BLE的混合解决方案以满足多种需求。(3)室内地图和室内定位数据库会迅速发展，相关技术趋于成熟，以保证快速扩展的能力和定位性能的可靠性与一致性。这里的挑战包括地图和数据库的扩展性，快速有效地产生和维护数据库的技术，比如通过众包的方法。(4)基于位置的应用和服务会更多利用附近的感应和发现。相对定位而言，附近的发现会更简单因为它并不需要计算精确位置，而只是发现附近的设备就能提供相应的服务。这种技术对于室内和连续无处不在的定位而言有很大影响，并可以作为很好的补充，尤其是针对精确定位不容易实现的场景。相关的技术有BT/BLE、LTE Direct、WiFi Direct、NFC等。
国内外多家公司对室内定位做了大量深入的研究。由此可见超声波测厚仪在未来有着广泛的应用前景。
2. 研究的基本内容
完成主系统和携带机系统，数据传输和处理模块的设计，进行误差分析并进行改进。改进超声波室内定位的算法，以减小测量的误差。
1.单片机控制电路的设计：采用msp430。
2.超声波传感器的选择：超声波发射/接收传感器采用t/r 40-16,中心频率40.01.0khz,接收灵敏度 66dbm。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
2017/1/10：确定课题。
2017/2/28:规划任务书，撰写开题报告，完成外文翻译
2017/3/31：基本完成超声波相关资料文献的阅读，开始设计超声波室内定位系统
4. 参考文献
[1] abi research.smartphone indoor location technologies. june 2013[2]harle r.a survey of indoor inertial positioning systems for pedestrians.ieee communications surveys tutorials, 2013,15(3)[3]gu yanying,lo a,niemegeers i.a survey of indoor positioning systems for wireless personal networks.ieee communications survey tutorials,2009,11
[4]吴倩．基于fpga的多声路超声波定位系统［j］.微处理机,2012， 33(1):75－77．
[5]叶宝玉，王钦若，熊建斌等． 基于超声波的模型船舶室内定位系统研究［j］.计算机工程，2012，38(19): 258－260，265．
