基于超声波到达时间(TOA)的室内定位系统任务书

 2021-08-20 01:01:52

1. 毕业设计(论文)主要目标:

总体目标是设计并实现一个基于超声波信号到达时间(TOA)的超声波室内定位系统;硬件部分计划自制超声波发射、接收电路,利用测温模块实现温度补偿;软件部分计划利用TOA原理,编写超声波测距程序,测得距离并进行定位处理。

系统响应时间在2s以内,定位误差在5%以内。

2. 毕业设计(论文)主要内容:

系统由两部分组成,分别是硬件部分和软件部分。硬件部分包括超声波发射和接收电路、温度采集模块和单片机。软件部分完成距离测量和位置计算。

搭建一个三维直角坐标系,设置三个固定节点(由反射性能良好的材料对超声波进行反射)分别位于三个坐标轴上。把单片机作为移动节点,放置在该坐标系中,进行多次测量定位。

主控板产生方波信号激励驱动发射模块产生超声波信号,同时定时器开始计时,主控板通过接收模块接收到超声波后停止计时。停止计时后,通过测得的超声波的传播时间并结合温度的实际条件对误差进行修正,计算得到离三个定点间的距离。采用三维空间定位算法,将得出的距离信息进行处理,从而得到移动节点在确定的坐标系中的具体位置。

从单片机产生激励信号到算出具体的位置坐标,系统的响应时间在2s内,对移动节点测得的坐标与其所处位置的实际坐标进行对比分析,得出定位误差在 5%以内。

3. 主要参考文献

[1]韩霜,罗海勇.基于TDOA的超声波室内定位系统的设计与实现.传感技术学报.2010年,第23卷,第3期.

[2]张帆,李文锋.雷斌.Mute:一种低成本、高精度的室内超声波定位传感器节点.计算机科学.2007年,第34卷,第9期.

[3]漆军,刘国平.基于无线传感网络和超声波的室内定位系统的设计与实现.控制与决策.2017年5月.

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