基于超聲波檢測的傳感器網(wǎng)絡(luò)定位測距系統(tǒng)

劉洲洲，張亞杰，全定可

(1.西安航空學(xué)院，陜西 西安 710077；2.西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710072；3.西安元智系統(tǒng)技術(shù)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710000)

基于超聲波檢測的傳感器網(wǎng)絡(luò)定位測距系統(tǒng)

劉洲洲1,2，張亞杰2，全定可3

(1.西安航空學(xué)院，陜西 西安 710077；2.西北工業(yè)大學(xué) 電子信息學(xué)院，陜西 西安 710072；3.西安元智系統(tǒng)技術(shù)有限責(zé)任公司，陜西 西安 710000)

為了實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部、節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間有效的通信，根據(jù)定位網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求以及數(shù)據(jù)命令的用途，制定了節(jié)點(diǎn)消息格式、消息類型和消息內(nèi)容，明確了消息的具體走向，確定了節(jié)點(diǎn)的應(yīng)用層框架結(jié)構(gòu)。其中，Sink節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建立、上位機(jī)命令的分析處理和操作、數(shù)據(jù)的收集等任務(wù)，是整個網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲和處理中心，在上位機(jī)和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)之間起到橋梁的作用；每個節(jié)點(diǎn)由無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和主控DSP模塊組成，同一節(jié)點(diǎn)的兩個模塊之間通過UART總線進(jìn)行通信，節(jié)點(diǎn)之間通過無線RF射頻方式進(jìn)行通信；Sink節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)使用UART總線進(jìn)行通信，通過超聲波相關(guān)定位測距的算法來對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位測距性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。定位測距實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，構(gòu)建系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)可測得最遠(yuǎn)距離為19 m，平均定位測距誤差為3.6 cm，最大定位測距誤差為17.2 cm，相對定位測距誤差范圍為0%～0.91%。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)；超聲波；定位測距；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

0 引 言

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)具有信息采集、傳輸、處理功能和動態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。微小型傳感器節(jié)點(diǎn)具有計(jì)算能力、通信能力，將其部署在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)，構(gòu)成可以自主自組織完成特定任務(wù)的WSN智能網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)[1]。……