基于CSS技术的室内定位通信系统的研究与实现.doc

《基于CSS技术的室内定位通信系统的研究与实现.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于CSS技术的室内定位通信系统的研究与实现.doc（4页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、Network and Communication基于 CSS 技术的室内定位通信系统的研究与实现*张 骁 耀 ， 王玫（ 桂 林电子科技大 学 信息与通信学院 ， 广 西桂 林541004 ）摘要 ： 利 用 Chirp 扩 频 信 号 （ CSS ） 抗 干 扰 能 力 强 、 时 间 分 辨 率 高 的 特 点 ， 研 究 并 实 现 了 一 个 高精 度 的 室 内 定 位 通 信 系 统 。使 用 nanoPAN 5375 模 块 、 ARM 和 AVR 单 片 机 设 计 硬 件 平 台 ， 利 用 SDS -TWR 算 法 实 现 测 距 ， 并 根 据 多 标 签 点 的 情

2、况 设 计 了 一 套 系 统 管 理 算 法 ， 实 现 了 对 移 动 终 端 的 精 确 定位 和 移 动 终 端 间 较 高 速 率 的 数 据 通 信 。关 键 词 ： Chirp 扩 频 ； 室 内 定 位 ； 数 据 通 信中 图 分 类 号 ： TN914文 献 标 识 码 ： A文 章 编 号 ： 1674 - 7720 （ 2012 ） 13 - 0049 - 04Research and implementation of a CSS-based indoor positioningcommunication systemZhang Xiaoyao ， Wang Mei（

3、 School of Information and Communication ， Guilin University of Electronic Technology ， Guilin 541004 ， China ）Abstract ： Utilizing strong anti -interference ability and high time resolution of Chirp spread spectrum signal （CSS）， a high -precision indoor position communication system is designed in

4、this paper. Based on hardware platforms of nanoPAN 5375 module ， ARM and AVR microcontroller， the distance measurement can be achieved with SDS -TWR algorithm. Furthermore， a system management algorithm is proposed based on multi -lable， which realizes precise positioning of mobile teminal and high

5、-speed data communication among mobile teminals. Finally the test results reached the requiements.Key words ： Chirp spread spectrum； indoor positioning； data communication无 线 定 位 技 术 近 年 来 在 工 业 和 研 究 领 域 受 到 了 极大 的 关 注 ， 高 精 度 的 定 位 服 务 在 移 动 通 信 、 智 能 交 通 和 医 疗 等 领 域 都 具 有 广 泛 的 应 用 前 景 。 目 前 使 用

6、最 广 的 是本 文 设 计 了 基 于 Chirp 扩 频 信 号 的 室 内 定 位 通 信 系统 ， 在 利 用 Chirp 扩 频 信 号 实 现 数 据 通 信 的 基 础 上 ， 使 用 双 边 双 向 测 距 算 法 SDS - TWR （ Symmetric Double Sided Two - Way Ranging ） 测 量 端 点 间 的 距 离 7 ， 计 算 出 标 签 点 位 置 信 息 ， 并 针 对 多 标 签 点 同 时 定 位 情 况 下 产 生 的 冲 突问 题 ， 设 计 了 一 套 多 标 签 点 情 况 下 的 系 统 管 理 算 法 ， 对 系

7、统 进 行 有 效 管 理 。GPS 定 位 系 统 ，其 在 室 外 环 境 下 具 有 很 突 出 的 性 能 ， 能为 飞 机 、 船 舶 和 车 辆 等 目 标 提 供 精 确 的 定 位 信 息 和 导 航服务。 但是 GPS 系统的定位信号无法穿透 建筑 物 ， 不能 完 成对室内目标的定位1。 针对无线定位领域，IEEE802 . 15 . 4a 定 义 了 两 种 可 实 现 高 精 度 定 位 的 物 理 层 脉 冲 超 宽 带 和 Chirp 扩 频 （ CSS ） 2 - 3 。 Chirp 信 号 又 称 线 性 调 频 信 号 ， 最 先 应 用 在 雷 达 领 域

8、， 随 着 声 表 面 波 （ SAW ） 器 件 发 展 ， 其 扫 频 带 宽 不 断 增 大 ， 已 经 具 有 了 一 般 超 宽 带 信 号 的 特 点 。 Chirp 扩 频 信 号 具 有 时 间 分 辨 率 高 、 抗 多 径 能 力 强 、 传 输 速 率 高 、 功 耗 低 和 系 统 复 杂 度 低 等 特 点 ， 非 常 适 合 用 于 室 内 目 标 定 位 4 - 6 。系 统 模 型本 文 是 基 于 多 移 动 标 签 点 情 况 下 的 定 位 方 案 ， 其 系 统 的 结 构 如 图 1 所 示 。 系 统 的 组 成 包 括 4 个 固 定 锚 节 点1

9、（ Anchor1 、 Anchor2 、 Anchor3 和 Anchor4 ） 、多 个 移 动 标 签点 （ Tag1 、 Tag2 及 Tag3 等 ） 和 定 位 服 务 器 。 4 个 锚 节 点 固定 在 定 位 服 务 区 域 的 4 个 固 定 坐 标 点 上 ， 定 位 区 域 内 的 移 动 标 签 点 处 于 对 等 关 系 ， 可 以 进 行 定 位 及 相 互 间 的 数据 通 信 。 该 系 统 使 用 一 种 改 进 的 TOA 测 距 算 法 对 称 双 边 双 向 测 距 算 法 （ SDS - TWR ） ， 利 用 该 算 法 不 需 要* 基 金 项

10、目 ： 国家自然科学基金项目 （ 61172054 ） ； 教育部留学基金项目 “ 室内定位传感器网络研究 ” 微 型 机 与 应 用 2012 年 第 31 卷 第 13 期欢 迎 网 上 投 稿 www . pcachina . com49（a）锚节点硬件（b）标签点硬件 图 5 锚节点和标签点硬件实物图网络与通信Network and Communication标 签 点 和 锚 节 点 的 时 钟 同 步 的 优 点 ， 降 低 系 统 的 实 现 难模 拟 信 号 的 调 制 、 解 调 和 放 大 等 处 理 都 由 nanoPAN5375 模 块 完 成 ， 并 通 过 2 .

11、4 GHz 天 线 进 行 收 发 。 JTAG 接 口 和 RS232 接 口 则 用 于 系 统 的 调 试 。 Atmega128 单 片 机 度 8 。 系 统 工 作 时 ， 当 有 移 动 标 签 点 需 要 定 位 时 ， 系 统 标签 点 依 次 向 各 个 固 定 锚 节 点 发 出 测 距 信 号 ， 固 定 锚 节 点收 到 测 距 信 号 后 ，根 据 SDS - TWR 算 法 产 生 相 应 的 应 答通 过SPI 总 线 和 几 个 控 制 端 口 对 模 块 进 行 控 制 。信 号 ， 与 移 动 标 签 点 完 成 测 距 。 移 动 标 签 点 分 别 与

12、 4 个Atmega128 单 片 机 与 nanoPAN 5375 射 频 模 块 的 连 接 如图 3 所 示 。 SPICLK 、 SPIRXD 、 SPITXD 、 SPISSN 分 别 为 SPI总 线 的 时 钟 、 数 据 接 收 、 数 据 发 送 和 片 选 端 口 。 通 过PONRESET 引 脚 对 模 块 进 行 复 位 ， 模 块 初 始 化 前 应 通 过 该 引 脚 对 模 块 进 行 复 位 操 作 。 UCIRQ 和 UCRESET 分 别 为 单 片 机 中 断 和 复 位 引 脚 。固 定 锚 节 点 完 成 测 距 后 ， 将 距 离 信 息 通 过

13、USB 接 口 送入 与 其 连 接 的 定 位 服 务 器 。 由 于 各 固 定 锚 节 点 的 坐 标 已知 ， 定 位 服 务 器 可 以 通 过 LLOP 算 法 计 算 出 移 动 标 签 的坐 标 ， 并 进 行 显 示 。Anchor1Anchor2Tag1Tag5Tag2图 3 单片机与 nanoPAN 5375 硬件连接标 签 点 硬 件 设 计锚 节 点 的 硬 件 也 可 用 作 标 签 点 进 行 定 位 操 作 ， 进 行2 . 2Tag4Tag3单 标 签 点 定 位 时 ，只 需 要 通 过 SPI 口 对 nanoPAN 5375Anchor4Anchor3模

14、 块 进 行 配 置 及 定 位 算 法 的 操 作 。 处 理 器 工 作 量 小 ， 所需 要 的 数 据 传 输 速 率 较 低 ， 但 在 多 标 签 点 的 定 位 及 标 签 点 间 进 行 数 据 通 信 时 ， 锚 节 点 的 硬 件 结 构 就 有 很 大 的 局 限 性 。 Atmega128 的 处 理 速 度 较 慢 ， 在 运 行 大 型 程 序 时 延 时 较 大 ， RS232 接 口 的 传 输 速 率 有 限 ， 无 法 满 足 nanoPAN图 1定位系统结构框图硬 件 设 计2目 前 ， Chirp 信 号 的 调 制 与 解 调 主 要 使 用 声 表

15、面 波器 件 （ SAW ） 完 成 ， 单 独 设 计 并 完 成 一 套 Chirp 信 号 发 射 机 和 接 收 机 较 为 复 杂 ， 成 本 较 高 ， 并 且 不 利 于 硬 件 的 集成 化 。 本 系 统 选 用 nanoPAN 5375 射 频 收 发 模 来 完 成 基 本 的 Chirp 通 信 功 能 。 nanoPAN 5375 射 频 收 发 模 块 由 德国 nanotron 公 司 生 产 ， 采 用 Chirp 扩 频 技 术 ， 扩 频 带 宽 达 到 80 MHz ， 工 作 在 2 . 4 GHz ISM 频 段 ， 最 高 数 据 传 输 速率 高

16、达 2 Mb / s 。 此 外 ， 其 内 部 包 含 高 精 度 的 实 时 时 钟 和5375 模 块 最 高 数 据 传 输 速 率 为 2 Mb / s 的 要 求 。因 此 在标 签 点 的 设 计 上 选 用 了 高 性 能 的 STM32F103 32 bit 处理 器 ， 其 主 频 最 高 可 达 72 MHz ， 自 带 完 整 的 SPI 接 口 控 制 器 ， 并 且 自 带 USB 接 口 ， 完 全 符 合 本 系 统 对 接 口 控 制 与 数 据 传 输 速 率 的 要 求 ， 其 结 构 框 图 如 图 4 所 示 。定 时 器 ，利 于 SDS - TWR

17、 测 距 算 法 的 实 现 。 nanoPAN5375 射 频 收 发 模 内 部 完 成 了 对 射 频 信 号 的 产 生 与 处SPI理 ， 只 需 要 通 过 SPI 接 口 对 其 内 部 寄 存 器 进 行 操 作 。统 的 硬 件 结 构 可 以 分 为 移 动 标 签 点 和 锚 节 点 两 部 分 。系图 4标签节点硬件结构框图锚 节 点 硬 件 设 计锚 节 点 的 硬 件 主 要 基 于 Atmega128 8 bit 单 片 机 和 nanoPAN 5375 射 频 收 发 模 块 。 Atmega128 属 于 AVR 系 列 ， 具 有 低 功 耗 、 操 作 简

18、 单 等 特 点 ， 并 且 自 带 完 整 的 SPI 接 口 控 制 器 ， 可 以 作 为 主 机 和 从 设 备 使 用 ， 能 够 胜 任 锚 节 点 中 对 nanoPAN 5375 射 频 模 块 的 控 制 及 数 据 收 发 工 作 。 nanoPAN 5375 射 频 模 块 的 ANT 脚 通 过 一 条 阻 抗 为50 的 微 带 线 与 2 . 4 GHz 天 线 连 接 ， 微 带 线 的 阻 抗 误 差 会 对 发 射 信 号 的 功 率 产 生 影 响 。 锚 节 点 硬 件 结 构 框 图 如图 2 所 示 。2 . 1与 锚 节 点 相 比 ， 标 签 节

19、点 具 有 更 高 的 性 能 ， 在RS232 接 口 的 基 础 上 增 加 了 USB 接 口 ，使 系 统 具 有 更强 的 通 用 性 ， 为 后 续 开 发 留 下 了 空 间 。 对 标 签 点 和锚 节 点 的 硬 件 进 行 单 独 的 设 计 可 以 降 低 在 大 规 模 部 署 情 况 下 的 成 本 。 锚 节 点 和 标 签 点 的 硬 件 实 物 如 图 5 所 示 。JTAGSPIRS232图 2锚节点硬件结构框图 微 型 机 与 应 用 2012 年 第 31 卷 第 13 期50Atmega128单片机PC 机nanoPAN 5375定位服务器PC 机STM

20、32F103处理器 JTAG USBnanoPAN 5375定位服务器RS232（SCK）PB1（MOSI）PB2（MISO）PB3PD6PD5PD4PE7SPICLK SPIRXD SPITXD SPISSN PONRESET UCIRO UCRESET网络与通信Network and Communication系 统 软 件 设 计系 统 软 件 分 为 标 签 点 / 锚 节 点 软 件 和 定 位 服 务 器 软 件 两 部 分 。 标 签 / 锚 节 点 软 件 完 成 SPI 接 口 驱 动 、 测 距 算 法 、 测 距 结 果 返 回 和 系 统 管 理 算 法 ； 定 位 服

21、 务 器 软 件 完 成 与 标 签 点 的 接 口 驱 动 、 数 据 处 理 计 算 和 用 户 界 面 。nanoPAN 5375 模 块 的 SPI 接 口 的 最 高 数 据 传 输 速 率下就完全不同了。 标签点必须进行统一的管理来避免碰撞的发生 ， 且该 管理算 法必 须保 证整个 系统 的平等 性与 高 效 性。 为了达到这一目标， 设计了图 8 所示的定位管理算法。3TagATagBTagCTagD为 16 Mb/s ，接口 的 时 序 及 数 据 模 式 可 以 通 过 寄 存 器 进 行设置 。 Atmega128 和 STM32F103 处理 器带 有 标 准 的 SP

22、I 接口控制 器， 将 它配置 成主 机模 式， 数据 格式 设置为 8 bit 、 大 端模式 ， 数据 速 率 小 于 16 Mb/s 。 向 nanoPAN 5375 模 块 的0x00 地址写入 0x42，将模块的 SPI 接口设置成相同的模式。对 nanoPAN 5375 模 块 的 控 制 程 序 主 要 包 括 ntrxinit . c 、 ntrxiqpar . c 、 ntrxdil . c 和 ntrxutil . c ， 它 们 的 关 系 如 图 6 所 示 。 ntrxinit . c 和 ntrxiqpar . c 完 成 对 模 块 硬 件 的 初 始 化 ， 包

23、 括 寄 存 器 、 硬 件 接 口 、 扩 频 带 宽 和 传 输 速 率 的 设 定 ， 本 系统 将 带 宽 设 置 为 80 MHz ， 数 据 传 输 速 率 设 置 为 最 高 的 2Mb / s 。 ntrxdil . c 完 成 数 据 的 接 收 与 发 送 、 定 位 算 法和中断 响应等功能的具体实现函数 。 ntrxutil.c 则封装了 大 量与模 块操作相关的共用函数， 方便各模块的调用。图 8定位管理算法在 系 统 内 的 众 多 标 签 节 点 中 选 择 一 个 作 为 网 络 主协 调 控 制 器 来 控 制 标 签 节 点 和 锚 节 点 的 时 序 。

24、作 为 主 协 调 控 制 器 的 标 签 节 点 周 期 性 地 发 送 广 播 包 来 发 起 空 闲 时 隙 的 竞 争 。 每 一 个 标 签 在 收 到 广 播 信 号 后 发 送 应 答 数 据 包 竞 争 空 闲 时 隙 。 作 为 主 协 调 器 的 标 签 节 点 接 收 到 应 答 信 号 后 ， 根 据 竞 争 选 举 算 法 选 出 一 个 标 签 点 ， 同 时 广 播 包 含 选 取 结 果 的 广 播 数 据 包 。 各 标 签 点 收 到 选 举 结 果 后 返 回 确 认 信 号 ， 没 有 被 选 中 的 标 签 点 进 入 等 待 状 态 ， 被 选 中

25、的 标 签 点 和 系 统 内 的 4 个 的 锚 节 点 分 别 进 行 测 距 。 在 被 选 中 的 标 签 点 完 成 测 量 之 前 ， 其 余 的 标 签 点 进 入 等 待 状 态 等 待 下 一 次 的 时 隙 。 被 选 中 的 标 签 点 完 成 测 量 后 向 作 为 主 协 调 器 的 标 签 节 点 发 送 定 位 完 成 信 号 并 进 入 等 待 模 式 ， 主 协 调 器 标 签 点 收 到 定 位 完 成 信 号 后 ， 重 新 发 起 竞 争 。 为 了 避 免 某 个 标 签 点 被 重 复 选 取 而 造 成 的 不 平 等 ， 需 要 对 标 签 点

26、进 行 优 先 级 管 理 。 在 编 程 中 运 用 队 列 原 理 ， 一 个 标 签 点 完 成 定 位 后 将 其 放 入 队 尾 ， 使 其 竞 争 优 先 级 排 到 最 低 ， 从 而 避 免 重 复 分 配 造 成 的 不 平 等 。 重 复 这 些 步 骤 直 到 所 有 的 标 签 点 完 成 测 量 。定 位 服 务 器 在 系 统 中 主 要 完 成 与 标 签 点 的 接 口 驱 动 、 数 据 处 理 计 算 和 用 户 界 面 ， 通 过 USB 接 口 接 收 标 签 点 的 距 离 数 据 ， 使 用 LLOP 算 法 计 算 出 移 动 标 签 的 坐 标

27、， 并 通 过 显 示 界 面 显 示 出 标 签 点 的 相 对 位 置 信 息 。 由 于 标 签 节 点 使 用 USB 接 口 ， 具 有 很 强 的 通 用 性 ， 因 此 定图 6 nanoPAN 5375 模块驱动模型锚 节 点 软 件 只 需 要 完 成 SPI 接 口 的 驱 动 和 测 距 算 法 。 标 签 点 软 件 在 其 基 础 上 还 增 加 了 USB 接 口 驱 动 和 系 统 管 理 算 法 。 STM32F103 自 带 USB 从 控 制 器 ， 只 能 作 为 从 设 备 使 用 。 同 时 ， ST 公 司 还 推 出 了 完 整 的 、 经 过 认

28、 证 的 USB 固 件 库 ， 用 户 可 以 应 用 固 件 库 开 发 典 型 的 USB 固 件 。 STM32F103 USB 的 固 件 层 次 关 系 如 图 7 所 示 ， 依次 为 应 用 层 、 用 户 接 口 层 和 USB 库 内 核 层 。用 户 接 口 层为 内 核 与 最 终 应 用 程 序 提 供 完 整 的 接 口 ； USB 库 内 核 层使 用 USB 硬 件 和 USB 标 准 协 议 直 接 传 输 。 USB 库 内 核 遵 从 USB2 . 0 标 准 并 和 标 准 的 STM32F103 固 件 库 分 离 ，可 以 直 接 使 用 固 件 库

29、 中 的 内核 层 程 序 ， 只 需 要 通 过 用 户 接 口 层 配 置 所 需 的 设 备 类 型 和 相 关 参 数 ， 并 按 照 需 求 编 写 应 用 层 程 序 就 可 以 实 现 USB 接 口 通 信 。图 7 USB 的固件层次关系图本 系 统 使 用 的 是 对 称 双 边 双 向 测 距 算 法 ， 它 相 当 于在 被 定 义 的 时 间 内 进 行 了 两 次 TOA 测 量 。 TOA 测 距 通 过 测 量 信 号 在 两 端 点 间 的 传 输 时 间 来 测 量 距 离 ， 因 此 对时 间 精 度 有 着 严 格 的 要 求 ，这 意 味 着 在 两

30、次 TOA 测 量的 过 程 中 不 允 许 发 生 因 数 据 碰 撞 而 引 起 的 重 传 。 这 在 单标 签 点 的 情况下是很容易实现的， 但是在多标签 点的 环境 微 型 机 与 应 用 2012 年 第 31 卷 第 13 期欢 迎 网 上 投 稿 www . pcachina . com51应用层USB固件库用户接口层USB 库内核层USB 硬件ntrxdil.c完成数据的识别与收发ntrxinit.c模块初始化程序ntrxiqpar.cChirp 信号的配置信息ntrxutil.c包含各模块所需的公共函数广播竞争空闲时隙B 应答C 应答D 应答广播被选择的标签点 B返回确认

31、信号返回确认信号返回确认信号定位使能开始定位 定位结束确认重新发起竞争网络与通信Network and Communication位 服 务 器 可 以 为 PC 或 其 他 的 嵌 入 式 系 统 。从 图 10 可 以 看 出 ，室 内 环 境 下 的 测 量 坐 标 和 实 际坐标有 一定 的误差 ， 误差 的大 小也相 差较 大。 在小 于 2 m的 区 域 误 差 很 大 ， 这 是 由 于 在 短 距 离 条 件 下 信 号 传 播 时 间 较 短 ， 干 扰 、 时 钟 误 差 和 定 时 器 误 差 对 测 量 结 果 的 影响 较 大 。 大 于 2 m 后 的 误 差 明

32、显 减 小 ， 有 两 个 点 的 误 差 在 20 cm 以 内 ， 因 此 在 中 远 距 离 情 况 下 ， 该 系 统 在 室 内环 境 下 也 具 有 较 高 的 定 位 精 度 。通 过 比 较 两 种 环 境 下 的 定 位 结 果 可 以 看 出 ， 在 同 为 视 距 环 境 下 ， 在 室 内 定 位 精 度 与 稳 定 性 不 如 室 外 定 位 ， 这 是 因 为 室 内 环 境 受 多 径 效 应 干 扰 更 为 严 重 。 同 时 可 以定 位 结 果 分 析该 系 统 的 最 大 定 位 距 离 可 以 达 到 800 m ，4为 了 检 验该 系 统 的 定 位

33、 性 能 ， 分 别 将 该 系 统 在 室 内 和 室 外 两 种 环境 下 进 行 定 位 实 验 ， 定 位 结 果 如 下 。室 外 环 境 定 位室 外 实 验 选 用 一 个 宽 阔 的 球 场 ， 定 位 区 域 内 无 障 碍 物 ， 4 个 锚 节 点 放 置 在 一 个 60 m 60 m 的 正 方 形 区 域 的4 个 端 点 。 将 标 签 点 放 置 在 正 方 形 区 域 内 的 多 个 已 知 坐 标 点 上 进 行 测 量 ， 部 分 定 位 结 果 如 图 9 所 示 。4 . 1看 到 ，定 位 距 离 在 3 m 以 上 的 中 远 距 离 定 位 的

34、相 对 精（m）度 较 高 ， 这 恰 恰 是 实 际 室 内 定 位 应 用 中 最 常 用 的 ， 因 此 ，该 系 统 具 有 较 高 的 实 用 价 值 。60.00实际坐标（55.52，55.38）（55.00，55.00）本 文 利 用 Chirp 扩 频 信 号 抗 干 扰 、抗 多 径 能 力 强 的50.00（20.63，45.70）（20.00，45.00）特 点 ，利 用 SDS - TWR 测 距 算 法 ，设 计 并 实 现 了 一 个 室内 定 位 通 信 系 统 ， 并 设 计 了 一 套 系 统 管 理 算 法 实 现 了 对系 统 的 管 理 ， 该 系 统

35、在 室 外 和 室 内 都 可 以 获 得 较 高 的 定 位 精 度 。 该 系 统 结 构 简 单 ， 具 有 很 强 的 通 用 性 ， 可 以 作 为单 独 的 定 位 通 信 系 统 或 者 作 为 一 个 功 能 部 件 嵌 入 到 其他 系 统 中 ， 具 有 较 广 的 应 用 前 景 。参 考 文 献40.00（30.05，32.36）30.00（30.00，30.00）（0.14，27.36）（0.00，25.00）（55.59，30.70）（55.00，30.00）20.00廖 丁 毅 ， 王 玫 ， 郑 霖 ， 等 基于脉冲锁相环的超宽带定位接 收 机 设 计J. 桂林

36、电子科技大学 学 报 ，2010 ，2 （1） ：17 - 20 . KIM J E， KANG J， KIM D， et al IEEE 802.15.4a CSS- based localization system for wireless sensor networks C.IEEE Interational Conference on Mobile Adhoc and SevorSystems， 2007：1-3.LEE C， KIN J Y The positioning system based on IEEE802.15.4a PHY and MAC protocol for

37、low rate WPAN C International Conference on Control， Automation and Systems， 2008：1462-1465.WINKLER M . Chirp signals for communications C . Wescon Convention Record ， 1962 .PINKNEY J. Low complexity indoor wireless data links using Chirp spread spectrum D. Calgary： Doctor Dissertation of the Univer

38、sity of Calgary， 2003.BUSH H， MARTIN A R， COBB R F， et al. Application of Chirp SWD for spread spectrum communications C. Proceedings of the 1973 IEEE Ultrasonics Symposium ， Monterey， IEEE Press， 1973：494-497.KWAK M， CHONG J. A new double two -way rangingalgorithm for ranging system C. IEEE Interna

39、tionalConference on Network Infrastructure and Digital Content，2010：470-473.刘 林 无线定位基本概念与原理 J . 学 术 动 态 ， 2007 （ 4 ） ：11 - 17 . 1 10.00 2 030.0040.0050.0060.00 （m）室外定位结果10.0020.00图 9从 图 9 可 以 看 出 ， 在 空 旷 的 室 外 环 境 下 ， 测 量 坐 标点 均 分 布 在 真 实 的 坐 标 点 附 近 ， 定 位 误 差 大 多 可 以 控 制 在 1 m 以 内 ， 相 对 于 测 量 区 域 的

40、 大 小 ， 系 统 的 定 位 精 度较 高 ， 实 用 性 较 好 。 3 室 内 环 境 定 位室 内 实 验 选 用 在 一 间 实 验 室 内 ， 室 内 有 桌 椅 、 电 脑 等 物 品 ， 为 了 尽 量 减 少 多 径 干 扰 ， 在 远 离 墙 面 的 中 间 区 域 选 择 一 个 5 m 5 m 的 方 形 区 域 。 将 标 签 点 放 置 在 正 方 形 区 域 内 的 多 个 已 知 坐 标 点 上 进 行 测 量 ， 部 分 定 位 结 果 如 图 10 所 示 。4 . 2 4 5 6 （m）5 7 4（2.91，3.55）（3.00，3.00）（3.28，3

41、.16）（2.20，3.50）3（2.68，2.74）（3.59，2.55）（3.50，2.50）（3.93，1.68）（2.50，2.50）（1.00，2.00） 8 2（1.73，1.67）（ 收 稿 日 期 ： 2012 - 02 - 09 ）（4.00，1.50） （1.44，1.40）作 者 简 介 ：张 骁 耀 ， 男 ， 1986 年 生 ， 硕 士 研 究 生 ， 主 要 研 究 方 向 ： 无 线 定 位 、 通 信 技 术 。王 玫 ， 女 ， 1963 年 生 ， 博 士 ， 教 授 ， 主 要 研 究 方 向 ： 扩 频 通 信 、 混沌通信和超宽带通信 。 微 型 机 与 应 用 2012 年 第 31 卷 第 13 期1012345 （m）图 10室内定位结果52实际坐标 测量坐标（2.47，4.04）（2.80，4.00）（2.00，1.00）测量坐标（15.52，5.17） （54.31，0.00）（15.00，5.00） （55.00，0.00）