基于CSS的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、室內(nèi)定位技術(shù)一直都是科研工作者研究的熱點(diǎn)問題，而全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)作為目前最成熟的定位技術(shù)，由于其定位精度與室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境的限制，并不適用于室內(nèi)定位領(lǐng)域。目前，并沒有一套成熟的室內(nèi)定位方案以解決人們對室內(nèi)位置服務(wù)的需求，室內(nèi)定位的研究仍處于不斷探索階段。
　　如今已經(jīng)研制出來的室內(nèi)無線定位系統(tǒng)大多存在定位精度與系統(tǒng)成本不能同時(shí)滿足應(yīng)用需求的問題，本文經(jīng)過

2、研究分析，基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻技術(shù)(Chirp Spread Spectrum, CSS)對室內(nèi)無線定位開展研究，論文主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1、總結(jié)了國內(nèi)外室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，闡述了本文的研究目的和意義，并對CSS技術(shù)與傳統(tǒng)無線定位技術(shù)進(jìn)行了分析對比，總結(jié)出了 CSS技術(shù)在控制成本與定位精度方面的優(yōu)勢；
　　2、在測距算法方面，本文對雙邊雙路對稱測量法(Symmetric Double Side-Two Way Ran

3、ging,SDS-TWR)進(jìn)行了詳細(xì)分析，與到達(dá)時(shí)間法(Time of Arrival,TOA)相比，該算法不僅不需要時(shí)間同步，還可以有效減小時(shí)鐘偏移帶來的誤差；在定位算法方面，對最小二乘法、牛頓迭代法與卡爾曼濾波進(jìn)行了仿真分析和對比，結(jié)果表明，無論在簡單環(huán)境下還是在復(fù)雜環(huán)境下，將最小二乘法的解作為偽觀測量，以此進(jìn)行卡爾曼濾波的定位算法精度最高，定位效果最穩(wěn)定；
　　3、基于Altium Designer14軟件完成了基于CSS技

4、術(shù)的室內(nèi)無線節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，主要包括節(jié)點(diǎn)原理圖與PCB(Printed Circuit Board)的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)模塊包括電源、JTAG接口、串口及復(fù)位電路，為系統(tǒng)研制了原型硬件；
　　4、搭建了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)平臺，基于Keil開發(fā)環(huán)境對系統(tǒng)的測距和定位實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，并基于 Matlab為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面，然后分別在室內(nèi)外環(huán)境下對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了測距試驗(yàn)，試驗(yàn)表明當(dāng)節(jié)點(diǎn)距地1米時(shí)，節(jié)點(diǎn)間的測距效果較為穩(wěn)定，最后對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行了建模仿真，