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井下人员定位系统设计
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水声定位信标及多任务检测电路设计
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　&>&&>&&>&&>&正文
3．1 总体实验思路&&& 信标节点：负责发送包含自身位置的数据包到盲节点。盲节点：负责接收信标节点发来的数据包，提取出信标节点的坐标值，并从数据包中获得RSSI值，在此基础上计算出自身的坐标值，并将计算出的结果发送到基站节点。基站节点：负责接收所有能够听见的数据包，并将其转发到XServe，最后显示到XSniffer界面中，如图3所示。&&& 图3中，后5位数据是自行定义的，发送给2号节点的5位数据中，前3位是接收到的3个已知节点RSSI值，后两位是计算出的盲节点坐标值，为便于显示，最后两位数据分别扩大了10倍，实际值应当缩小10倍。发送给5号节点的数据是信标节点自身的坐标值。3．2 具体实现思路3．2．1 信标节点&&& 实验中采用3个信标节点，首先分别指定各节点的ID，以便能够从XSniffer界面中观察出每个节点发送的数据。信标节点在实验中起着关键的作用，只有保证信标节点与盲节点之间进行正常通信，才可以得到可信的盲节点位置坐标。具体实现思路如下：(1)定义一个缓存区，用于存储自身的坐标值。(2)设置一个定时器，计时发送出缓存区中的数据到盲节点，指定红色led灯亮，并通过XSniffer界面观察发送数据是否正确。(3)数据发送成功，指定绿色led灯亮。3．2．2 盲节点&&& 实验目的是测出盲节点的位置，因此盲节点是实验的目标节点。首先指定其ID，以便在XSniffer界面中读取数据。其次要保证能够正常接收并提取信标节点发送的数据，才可以得到可信的自身位置坐标。具体实现思路如下：(1)定义接收和发送两个缓存区及其对应的变量指针。(2)设置4个不同的计时器，第1个计时器时间到，通过变量指针将接收缓存区中的数据复制到发送缓存区中。第2和第3个计时器时间到，重复上述操作。第4个计时器时间到，利用发送缓存区中数据计算出盲节点坐标值。(3)将盲节点的坐标值发送到基站，并通过XServe到XSni ffer界面读取数据。3．2．3 基站节点&&& 基站节点用于接收信标节点和盲节点发送的数据，并将数据向上传送，使得实验者能够明确每个节点发送的数值。具体实现思路如下：(1)定义一个缓存区，用来存储接收到的数据。(2)利用接收函数接收可以听到的信号。(3)将接收到数据通过串口传送到XServe，通过XServe将数据显示到XSniffer界面中。4 实验结果及数据分析&&& (1)两个信标节点放置在坐标轴上，另外一个随机放置。信标节点的坐标设为(0，2)，(4，0)，(6，6)，盲节点坐标如表1和表2所示。
&&& 如表1所示，当信标节点置于坐标轴上时，数据误差较大，是因为室内坐标轴所选为墙壁，会发生信号反射现象，室外坐标轴所选为操场周围的栅栏，也会对无线信号的传输产生较大影响。从总体数据看，室内差值最大为2．16 m，最小为0．98 m；室外差值最大为1．56 m，最小为0．81 m。在室外定位中，距离越远误差则越大，其原因是室外无线信号干扰导致RSSI值衰减不稳定。&&& (2)双侧摆放信标节点。信标节点的实际坐标设为(4，1)，(8，1)，(6，5)，盲节点坐标如表3和表4所示。&&& 从上表发现，双侧摆放信标节点成等边三角形时，数据误差较第一种情况好些，是因为此时信标节点的位置不在墙壁和操场围栏处，而且盲节点摆放的位置处于三角形之中。从总体数据看，盲节点摆放位置越接近三角形中心时差值越小。这种情形下，室内差值最大为1．8 m，最小为0．57 m，室外差值最大为1．2 m，最小为0．36 m。室外定位中，盲节点位置一直放于三角形之中，RSSI值衰减比第一种情况下要稳定，从而数据差值小些。&&& (3)随机摆放信标节点。信标节点的实际坐标设为(3，3)，(5，2)，(7，1)，盲节点坐标如表5和表6所示。&&& 从以上表格发现，在随机摆放信标节点的情况下，数据误差较第一种情况小，但比第二种情况大，因为此时盲节点放置的位置更远，室内物品较多，干扰较大，而室外无线信号干扰，导致RSSI衰减不稳定。从总体数据看，室内差值最大为2．05 m，最小0．85 m；室外差值最大为1．42 m，最小0．58 m。&&& (4)数据误差分析。实验环境为18&18的实验室内和室外操场，由于实验环境的局限性，RSSI值会受到多种因素的干扰，实验室内的设备以及人员走动都会对无线信号产生影响，使得信号发生反射、绕射、受到障碍物阻挡等现象，操场中会存在其他的无线通讯信号，以及铁栏杆等障碍物会使信号发生不稳定的衰减，导致RSSI值不稳定，产生误差。另外，每个节点所处的自身环境不相同，对其信号发射影响大小也不相同，但计算时采用同样的衰减指数，必然存在误差。
&&第2页&&&&http://www.autooo.net/autooo/chuangan/jishu//109654.html水声定位信标及多任务检测电路设计--《中北大学》2012年硕士论文
水声定位信标及多任务检测电路设计
【摘要】：随着人类在海洋活动范围和活动频度的增加，以及对海洋开发需求的不断增长，水声定位技术越来越受到国内外众多学者的重视。然而，传统的水声定位系统布设困难、校准难度大，随着待测目标数目的增多，系统定位实时性下降、设备复杂度增高。
本文针对水下分布式测试系统中多个测试节点的定位问题，构建了基于码分多址、无需锚节点的长基线定位模型。为提高定位系统的扩展性和实时性，采用码分复用方式设计了定位信标；并且将定位信标的检测前移至节点，在节点中对定位信标进行检测识别得到各个定位信标的时延估计，将其直接回传到数据控制中心用于定位。从而达到减少节点数据存储量，缩短定位数据回传至数据控制中心的时间，进一步提高系统定位实时性的目的。
本文主要内容包括：首先，对节点水声定位特点进行了介绍，进而对系统的组成、定位流程和定位算法以及水中声速进行了详细说明；其次，结合水声信道和节点定位特点，设计了基于码分多址的水声定位信标及其逻辑产生电路，信标以m序列为信源地址码进行OOK调制；最后，本文的核心内容是根据定位信标特点，以FPGA为平台设计实现了定位信标的检测算法，即采用先m序列码元匹配检测、后m序列相关的方法对信号进行识别；通过对序列和码元时延估计精度的比较，信号起始码元的时延估计精度最高，因此选择其作为信号的时延估计。
仿真和实验结果表明：定位信标及其检测电路满足设计要求，在信号可检测条件下节点能够对接收的定位信标进行准确、实时的检测识别，信号的时延估计误差小于200us。
【关键词】：
【学位授予单位】：中北大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TN912.3【目录】：
摘要4-5Abstract5-9第一章 绪论9-17 1.1 课题的研究背景及意义9 1.2 国内外研究现状9-15
1.2.1 水声定位技术研究现状10-12
1.2.2 水声定位信标检测研究现状12-14
1.2.3 时延估计技术研究现状14-15 1.3 本文研究内容15-17第二章 水声定位系统介绍17-24 2.1 水声定位特点17-18 2.2 水声定位系统构成18-20
2.2.1 系统工作流程19-20
2.2.2 系统技术指标20 2.3 定位算法介绍20-22 2.4 水中声速的确定22-23 2.5 本章小结23-24第三章 水声定位信标设计24-40 3.1 水声信道特点24-26 3.2 水声定位信标设计26-35
3.2.1 水声定位信标的复用方式26-27
3.2.2 水声定位信标的编码方式27-30
3.2.3 水声定位信标的调制方式30-33
3.2.4 水声定位信标的参数选择33-35 3.3 水声定位信标逻辑电路设计35-39
3.3.1 m 序列发生逻辑电路设计35-37
3.3.2 正弦信号产生逻辑电路设计37-38
3.3.3 OOK 调制逻辑电路设计38-39 3.4 本章小结39-40第四章 水声定位信标多任务检测电路设计40-55 4.1 水声定位信标的检测原理40-43 4.2 匹配滤波器的设计43-48 4.3 水声定位信标码元检测48-52
4.3.1 起始码元检测48-50
4.3.2 非起始码元检测50-52 4.4 水声定位信标检测52-54 4.5 本章小结54-55第五章 实验验证与结果分析55-62 5.1 水声定位信标验证55-56 5.2 水声定位信标检测56-61
5.2.1 水声定位信标识别56-58
5.2.2 水声定位信标的时延估计58-61 5.3 本章小结61-62第六章 总结与展望62-64参考文献64-68攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果68-69致谢69
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【参考文献】
中国期刊全文数据库
吴永亭,周兴华,杨龙;[J];海洋测绘;2003年04期
邱天爽;;[J];海洋技术;1993年02期
李守军,包更生,吴水根;[J];海洋技术;2005年01期
熊小华;何通能;徐中胜;王槊华;王晓枫;;[J];机电工程;2009年02期
郭经红,尤肖虎,程时昕;[J];通信学报;2001年01期
蔡英杰,向敬成;[J];系统工程与电子技术;1999年01期
赵小川;罗庆生;韩宝玲;;[J];压电与声光;2009年06期
江南,黄建国,黄清;[J];仪器仪表学报;2004年S1期
何成兵;黄建国;张群飞;;[J];应用声学;2008年05期
中国博士学位论文全文数据库
许肖梅;[D];厦门大学;2002年
陈晓忠;[D];哈尔滨工程大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库
李萍;[D];西北工业大学;2003年
张丽丽;[D];吉林大学;2005年
庞雷;[D];西北工业大学;2007年
孔雅琼;[D];国防科学技术大学;2007年
焦磊;[D];山东大学;2008年
刘洋;[D];哈尔滨工程大学;2008年
唐宗勇;[D];哈尔滨工程大学;2008年
许志恒;[D];哈尔滨工程大学;2008年
杜坤坤;[D];中北大学;2009年
李海涵;[D];中北大学;2010年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
龚济民;[J];兵工学报;1989年04期
刘己斌,赵惠昌,杨方;[J];兵工学报;2004年05期
聂伟,石磊,王琳;[J];北京化工大学学报(自然科学版);2005年03期
聂伟;汤作伟;石磊;;[J];北京化工大学学报(自然科学版);2006年02期
唐庆玉，曹宇，张小胡;[J];北京生物医学工程;1994年01期
曹金玉;[J];长春邮电学院学报;1991年03期
赵金宪;孙桂芝;;[J];吉林大学学报(信息科学版);2008年03期
肖弟权，黄巧明，刘仁义;[J];成都气象学院学报;1994年04期
蒋立辉;许跃;刘向明;;[J];传感器与微系统;2011年01期
李增志;黄峰;;[J];传感器世界;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库
孙东磊;赵俊生;柯泽贤;郭忠磊;;[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
宋磊;王大成;梁珊珊;丁士圻;;[A];2007年全国水声学学术会议论文集[C];2007年
文贻军;杨文革;;[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（下）[C];2008年
杨龙;唐秋华;;[A];中国科协2004年学术年会14分会场海洋开发与可持续发展论文汇编[C];2004年
邓勇;舒升元;毕文焕;;[A];2009年度救捞论文集[C];2009年
肖今新;;[A];第十届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2005年
陈健;;[A];2006年船舶通讯导航学术会议论文集[C];2006年
;[A];Proceedings of 2010 International Symposium on Inertial Technology and Navigation[C];2010年
;[A];Final Program and Book of Abstracts of the 2010 International Conference on Life System Modeling and Simulation & 2010 International Conference on Intelligent Computing for Sustainable Energy and Environment[C];2010年
钱洪宝;孙大军;;[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库
曾智刚;[D];华南理工大学;2010年
姚振静;[D];天津大学;2010年
李衍忠;[D];电子科技大学;2000年
黎海涛;[D];电子科技大学;2000年
耿立红;[D];中国科学院云南天文台;2001年
盛卫星;[D];南京理工大学;2002年
徐庆;[D];电子科技大学;2002年
赵宏钟;[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
李晓滨;[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2003年
张天骐;[D];电子科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库
范波;[D];哈尔滨工程大学;2010年
吕妍妍;[D];哈尔滨工程大学;2010年
汤继伟;[D];哈尔滨工程大学;2010年
李旭;[D];哈尔滨工程大学;2010年
夏冬;[D];哈尔滨工程大学;2010年
王利平;[D];哈尔滨工程大学;2010年
黄博;[D];哈尔滨工程大学;2010年
崔思明;[D];哈尔滨工程大学;2010年
马士国;[D];哈尔滨工程大学;2010年
马少泽;[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
宋吉江,牛轶霞;[J];半导体技术;2000年03期
郑中兴,宁志刚,刘志鹏,孙岳宗;[J];北方交通大学学报;2002年06期
雷文,龙腾,曾涛,韩月秋;[J];北京理工大学学报;1999年03期
颜辉,潘宗预;[J];包装工程;2002年S1期
陈积明;林瑞仲;孙优贤;;[J];传感技术学报;2006年04期
郑贤中;王乘;;[J];传感技术学报;2008年05期
苏炜,龚壁建,潘笑;[J];传感器技术;2004年06期
隋成华,童建平,申小阳;[J];传感器技术;2004年07期
诸燕平;黄大庆;李勃;;[J];传感器与微系统;2010年01期
李增志;黄峰;;[J];传感器世界;2009年07期
中国博士学位论文全文数据库
许肖梅;[D];厦门大学;2002年
许祥滨;[D];厦门大学;2003年
沈艳;[D];电子科技大学;2004年
喻敏;[D];哈尔滨工程大学;2005年
余义斌;[D];重庆大学;2006年
梁国龙;[D];哈尔滨工程大学;1997年
王燕;[D];哈尔滨工程大学;2006年
孙万卿;[D];中国海洋大学;2007年
刘克中;[D];华中科技大学;2006年
蔡艳辉;[D];辽宁工程技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库
周科理;[D];重庆大学;2002年
王逸林;[D];哈尔滨工程大学;2002年
陈东升;[D];厦门大学;2002年
王平;[D];西北工业大学;2003年
王雄;[D];西北工业大学;2003年
高巍;[D];哈尔滨工程大学;2003年
王琳;[D];西北工业大学;2002年
顾中国;[D];西北工业大学;2002年
温娜;[D];燕山大学;2004年
梁亦慧;[D];西北工业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
李启虎;[J];应用声学;2001年01期
朴大志;孙长瑜;李启虎;;[J];声学技术;2006年06期
杨坤德;孙超;;[J];电声技术;2007年10期
兰华林;孙大军;张殿伦;李想;;[J];计算机工程与应用;2007年22期
方尔正;王燕;;[J];宁波职业技术学院学报;2009年02期
郭继杰,王清池;[J];海洋技术;2001年03期
陈韶华;相敬林;梁峰;石杰;;[J];系统仿真学报;2007年24期
马雯,黄建国,张群飞;[J];电讯技术;2004年05期
赵丽艳;何元安;;[J];声学与电子工程;2005年04期
廖新研;;[J];科技广场;2011年01期
中国重要会议论文全文数据库
苗晟;李运周;王心怡;;[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
江金龙;卢国庆;查代奉;;[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
陈建华;曹之新;;[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
肖今新;张晓伟;;[A];第十三届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2011年
吴登阳;陈思河;林梁琪;连琴凤;黎思文;周白杨;;[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集（第三卷）[C];2011年
刘希萌;蒋立辉;;[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
张彤;李家武;张敏;许学忠;吴娜;;[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库
董建华　侯慧芳
刘剑英;[N];河北日报;2009年
张斌键;[N];中国海洋报;2011年
朱峰;[N];新华每日电讯;2011年
李智勇;[N];福建日报;2011年
樊平　杨学军　刘迎军;[N];解放军报;2003年
项裕兴;[N];福建日报;2010年
张蕾;[N];科技日报;2005年
通讯员 施春霞;[N];中国船舶报;2009年
冯新生;[N];中国旅游报;2011年
原二军　通讯员
余桃晶;[N];中国环境报;2010年
中国博士学位论文全文数据库
许祥滨;[D];厦门大学;2003年
李关防;[D];哈尔滨工程大学;2009年
付进;[D];哈尔滨工程大学;2007年
许肖梅;[D];厦门大学;2002年
王英民;[D];西北工业大学;2002年
殷冬梅;[D];哈尔滨工程大学;2003年
王曼;[D];哈尔滨工程大学;2004年
朱昀;[D];西北工业大学;2002年
倪晋平;[D];西北工业大学;2002年
王峰;[D];西北工业大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库
杨海;[D];中北大学;2012年
李海涵;[D];中北大学;2010年
曾令创;[D];华南理工大学;2010年
刘敏;[D];华南理工大学;2010年
刘永佳;[D];华南理工大学;2011年
徐韬;[D];华南理工大学;2010年
梁峰;[D];西北工业大学;2002年
李鑫旺;[D];中北大学;2010年
李利;[D];哈尔滨工程大学;2011年
江鹏;[D];哈尔滨工程大学;2003年
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