我姓王隔壁却没有少妇
范文一：试析大范围无线电干涉定位系统
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
试析大范围无线电干涉定位系统
作者:蒋新刚
来源:《科学与财富》 2014年第 06期
摘 要:无线电干涉定位系统技术,是现代社会无线电技术体系中,一种低成本、高精度 的定位技术。在实际使用过程中,该技术的缺陷也较为明显,极易由于模糊问题的影响,而导 致无线电干涉定位系统无法使用到网络传感器布置疏散的网络之中。也就是说,当扩大了无线 电干涉定位系统的节点距离之后,其定位精确性变会受到影响,如何采取一种更加有效的方 式,来促使其定位范围扩大的同时还能够保持定位精确,便成为了一个急需解决的问题。下文 主要针对大范围无线电干涉定位系统进行了全面详细的探讨。
关键词:无线电干涉定位系统;测量参数;频率间隔;非模糊距离;估计精度
无线电干扰定位系统的运行关键,就在于通过双发双收的形式来对相位上的信息距离进行 谨慎估计,但是又由于具体和相位之间都没有维持良好的非线性关系,那么也就无法有效的保 证得到求解。那么要使得这方面的问题得以解决,就需要从相位的角度来进行相位和距离模型 的监理,进而更好的分析出相关性能和系统参数之间表现出的关系,提出一种更好的两频率测 量措施。下文主要针对大范围无线电干涉定位系统进行了全面详细的探讨。
1 无线电干涉定位原理
RIPS采用双发双收机制估计节点的位置信息, 4个节点 A , B , C , D 构成一个测量单 元,其中 A , B , C 的位置已知, D 位置未知,如图 1所示。
A和 B 同时发射频率接近的单音正弦波,载波频率分别为 fA 和 fB ,通常在 ISM 或更高频 段上, 2个信号在空间中传播并产生干涉, C 和 D 接收干涉信号,分别测量低频包络信号的相 位 φC和 φD,理论推导得
(1)
式中:ΔΦ=ΦC-ΦD,理论分析表明 Δφ与发射信号的初始相位无关; fm=(fA+fB)
/2≈fA≈fB ,定义为测量频率; dAC 为 A , C 之间的欧氏距离,其他类似,定义干涉距离
qrange=dAD-dBD+dBCdAC,得到
Δφ =2π(qrangefm/c) mod (2π),(2)
定义测量波长 λm=c/fm,则进一步得到
qrange =nλm+λmΔφ/(2π),(3)
范文二：完爆GPS卫星定位!新式地面无线电定位技术亮相 - 新式地面无线电定位技术,GPS卫星定位系统,GPS
完爆 GPS 卫星定位! 新式地面无线电定位技术亮相 - 新式地面无线电定位技术 ,GPS 卫星定 位系统 ,GPS
: Be over explode GPS satellite fixed position! Technology of new-style ground radio fix appears on researcher to rolled out a kind of new ground location system a few days ago, its locate and navigation function should compare present GPS satellite location system is more accurate. Unlike use satellitic fixed position, this new ground location system passes installation to be sent in the equipment of the ground more ambitious than satellitic location system the area that millionfold radio signal is in with enclothing an user. In should locating software can install the smartphone in the user, after when the mobile phone medium software receives radio signal but the position that backstage shows an user, exact extent is OK even from outdoor arrive indoor. This kind of new ground locates the system had aroused the interest of American army, the U.S. Army is going up the month has signed an agreement to be in new Mexico with the Locata company that masters skill of ground location system the shooting range of white sanded missile of the city checks to should locating the system undertakes. Interesting is, the U.S. Army is the contriver of technology of GPS satellite fixed position. Locata company presiding apparitor holds associated author concurrently Najiao - Ganbeier (Nunzio Gambale) express when accepting a reporter to interview: “The ground locates the system will make one of the vitallest technologies in industry of navigation of prospective fixed positi on. “ analytic personage points out, technology of indoor fixed position has made the focal point that future of industry of fixed position navigation grows. System of GPS satellite location divides area to still be put in fixed position blind area in the ministry, and include Gu Ge and Nuojiya to wait IT tycoon a moment to also hope development gives the fixed position technology that can implement function of indoor fixed position and product all the time for years, the location system plan that they develop can achieve a few meters between, and the precision that the air force personage that participates in a test expresses to the ground locates can have reached centimeter of level. Share:
范文三：无线电监测和测向定位系统市场调研报告
无线电监测和测向定位系统市场调研报告
无线电监测和测向定位系统市场调研报告目录
第一章 无线电监测和测向定位系统概述
第一节 无线电监测和测向定位系统定义及介绍
第二节 无线电监测和测向定位系统概述及用途
第二章 无线电监测和测向定位系统技术发展趋势 第三章 无线电监测和测向定位系统国内市场综述 第一节 无线电监测和测向定位系统市场状况分析及预测 第二节 无线电监测和测向定位系统产量及产能情况分析及预测 第三节 无线电监测和测向定位系统需求量情况分析及预测 第四节 无线电监测和测向定位系统产供需状况分析及预测 第五节 无线电监测和测向定位系统价格变动趋势分析及预测 第六节 无线电监测和测向定位系统进出口情况分析 第四章 国内无线电监测和测向定位系统生产厂家介绍 第五章 国内无线电监测和测向定位系统拟建及在建项目 第六章 无线电监测和测向定位系统经销商
第七章 国外无线电监测和测向定位系统市场分析 第一节 无线电监测和测向定位系统国外市场概述
第二节 无线电监测和测向定位系统亚洲市场分析
第三节 无线电监测和测向定位系统欧盟市场分析
第四节 无线电监测和测向定位系统北美自由贸易区市场分析 第八章 国外无线电监测和测向定位系统生产商进口商概述 无线电监测和测向定位系统市场调研报告图表目录
1) 中国无线电监测和测向定位系统生产商列表
电话: 0736-6913288; http://timesprc.com/ 邮 箱:info@timesprc.com
2) 中国无线电监测和测向定位系统产能表(图)
3) 中国无线电监测和测向定位系统产能产量表(图)
4) 中国无线电监测和测向定位系统产能预测表(图)
5) 中国无线电监测和测向定位系统国内消费结构及预测表(图)
6) 中国无线电监测和测向定位系统国内消费预测表(图)
7) 中国无线电监测和测向定位系统产能产量与消费对比表(图)
8) 中国无线电监测和测向定位系统市场价格走势表(图)
9) 中国无线电监测和测向定位系统进出口统计表(图)
10) 中国无线电监测和测向定位系统进口统计表(图)
11) 中国无线电监测和测向定位系统进口统计表(图) (分国家统计)
12) 中国无线电监测和测向定位系统出口统计表(图)
13) 中国无线电监测和测向定位系统出口统计表(图) (分国家统计)
14) 中国无线电监测和测向定位系统进出口比较表(图)
15) 国外无线电监测和测向定位系统产能产量与消费对比表(图)
16) 国外无线电监测和测向定位系统生产商进口商表
《无线电监测和测向定位系统市场调研报告》数据来源于国家统计局、海关总署、国内外大型数据库、以及最新外刊的直接翻译和实地考察。《无线电监测和测向定位系统市场调研报告》内容包括市场情况，主要生产商经销商分析，技术情况，市场趋势，可靠的市场预测及投资该产品的风险分析。《无线电监测和测向定位系统市场调研报告》以无线电监测和测向定位系统的产能、产量、消费量、价格、进出口等数据为依据，结合无线电监测和测向定位系统最新工艺和技术发展方向,对无线电监测和测向定位系统产品的国内外市场现状、后市发展预测、市场竞争及经销渠道进行了综合性分析。无线电监测和测向定位系统报告清楚而详细，使用大量的表格和图解来表现市场数据，为项目可行性研究提供了丰富的信息资源。我们的客户将我们的研究用于长期战略投资决策，特别是各大公司的战略投资部门使用我们的报告向董事会提供建议。通过我们的分析， 您可以时刻掌握无线电监测和测向定位系统技术发展、进出口渠道、价格和市场动态等。为更加合理的控制成本和扩大利润提供决策参考。
语言:中文
媒质:纸质+电子文档
价格:,3800.00
出版日期:2011年1月
联系人:石女士、张先生
电话: 0736-6913288, 2568855
7*24小时电话: 0736-6913288
传真:0736-2598088
邮 箱: info@timesprc.com
地址:湖南省常德市建设东路民营企业局办公大楼4楼(湖南省 常德市市委旁) 电话: 0736-6913288; http://timesprc.com/ 邮 箱:info@timesprc.com
邮编: 415000
立即购买 报告样本 我们的客户
现在购买,赠送:
1、价值680元的?无线电监测和测向定位系统科技、经济专题资料汇编?
?无线电监测和测向定位系统科技、经济专题资料汇编?即时跟踪报道国内外最新的科技、经济信息，汇集1993年以来有关无线电监测和测向定位系统科技及经济方面的各类详尽中文全文资料。对国内无线电监测和测向定位系统钡科技、经济信息作全方位、综合性报道，覆盖生产、经营、应用、分析、成果等领域。
2、 赠送价值1200元 2010年度行业报告
(128份报告中任选2份，目录见上面“立即购买”)
相关服务:对于需掌握进出口动态的各大公司,我们可提供无线电监测和测向定位系统及相关产品近五年以上的进出口分析报告,内容120页以上,数据更新至定购卖报告的上二月,也可按客户要求定制,(价格另议)。
版权所有，不得转载，违者必究～
电话: 0736-6913288; http://timesprc.com/ 邮 箱:info@timesprc.com
电话: 0736-6913288; http://timesprc.com/ 邮 箱:info@timesprc.com
电话: 0736-6913288; http://timesprc.com/ 邮 箱:info@timesprc.com
范文四：ba于TDOA的无线电超声波室内定位系统设计
第1l卷第7期 2009年7月
电手元器件主用
Electronic Component&Device Applications
V01.1l No.7 Jul.2009
基于TDOA的无线电超声波室内
定位系统设计
陈思卓
(成都电子机械高等专科学校通信工程系,四川 成都610031)
摘 要:介绍了一种基于TDOA并利用射频RF和超声波信号来测距的室内定位系统解决方案。 该系统rXnRF24EI内嵌的MCU为控制单元.nRF2401子系统和超声波收发器T,R40为测距工 具,采用三个参考点来实现定位算法。详细论述了TDOA定位的原理,介绍了室内定位系统 的发射模块、接收模块、接口电路及其相应的软件设计与实现。
关键词:室内定位;nRF24E1;射频无线电;超声波;TDOA
O 引言
在室内环境下。GPS信号因受建筑物的影响
而大幅衰减.因此想直接从卫星广播中提取导航
数据和时间信息几乎是不可能的。而目前超声定
位已广泛应用于机器人定位领域.且精度在厘米
级别。文中根据射频无线电与超声波在空气中传
播速度的6个数量级的差异以及TDOA的定位原
理,设计了一种将无线电与超声波相结合的室内
定位系统。该系统结构简单,易于实现。
1超声波简介
超声波是一种在弹性介质中的机械振荡。可
在气体、液体及固体中传播,不同的介质其传播
速度不同。超声波有折射和反射现象。在空气中
传播的频率较低,一般为几十kHz,本系统采用
的超声波为40kHz。另外,超声波在传播过程中
也具有衰减特性.其传播速度受温度影响的公式
如下.其中T为摄氏温度:
厂———1r一
叩331.45V1+赤(m/s) (1)
2TDOA定位原理
图1所示是在室内空间建立坐标系的原理图。
收稿日期:2009-02—19
36电子元嚣件主用 2009.7删.ec如cn
设待测点为M(x,y,z),参考点A(xl,0,0)、 B(0,0,0)、C(0,Y3,0)固定于天花板且坐 标已知。若在M点同时发送超声波和无线电信 号,从参考点接收到无线电信号开始计时.到接 收到超声波信号停止计时.这段时间来作为计时 时间差t。那么。由此M点与参考点之间的距离d 可由下式计算得到:
出瓦%
过7j
’№?Y,z
Z
图1室内空间定位原理图
(2)式中,t,。为超声波的传播速度,
d刮J (3) 由于实际中还存有器件延时和系统误差,因 此系统需要补偿它们所带来的测量误差,设该误 差补偿项为占。再结合空间中两点间的距离公式, 最终可得到M点的坐标,如式(4)、(5)和(6) 所示。由此可见该定位系统的参数计算过程简 单,易于编程实现。
万方数据
第11卷第7期
2009年7月
斯撩墓绰瘗厕
V01.1l No.7
Jul.2009
躬警帕-㈣
产警坞
(5) 彳=Vt≯:-x-y+s3
(6)
3硬件实现
3.1器件介绍
系统采用Nordic公司的高速RF无线收发芯片 nRF24E1。嵌入了与5l单片机兼容的MCU。 nRF24E1以收发子系统nRF2401为基础。而将射 频、805lMCU、9输入12位ADC、125频道、 UART、SPI、PWM、RTC、WDT全部集成到单 芯片中,其数据率为1Mbps,输出功率为0
dBm。
且不需要外接SAW滤波器,外围电路少。 nRF24E1工作在全球开放的2.4GHz频段。因此 勿需申请通信许可证。
系统中的超声波传感器采用T/R一40系列.其 中心频率为40+1.0kHz,发射声压大于105
dB,
R31d
R6了
10kQ
接收灵敏度大于一74dB,方向性:80+150,工作
温度为:-40一+85℃。
DSl820是美国Dallas半导体公司的数字式温
度传感器,采用1--wire BUS技术,可通过总线供 电。DSl820的测温范围为:一55一+125℃。最高 分辨率可达0.0625℃。 3.2发射模块
系统主要由发射模块、接收模块和PC端数据 处理模块组成。发射模块置于被定位物上。具体 电路图如图2所示。其中的nRF24E1内嵌的MCU 控制P0.2会产生一个高电平,来驱使由74HC00和 电容C。,、滑动电阻R。组成的电路形成40kHz的方 波,从而驱动超声波发送器T40;同时MCU控制 nRF240l采用特有的ShockBurst发送模式发送无线 电信号。 3.3接收模块
接收模块电路主要由温度传感器模块、R40超声波接收器和nRF24E1接收芯片组成。其中接 收部分与发送部分电路相似,在此不再详细描
RlO
上C13r 上C12
工10nF
兰卜粤
51k0
10kQ
R7了
10kQ
C151000pF
罱l篇l葛l篇l譬I鬲l昌l&l器
上C16上C17
工111F工100nF
星i l姿量姿雏l 五i§晕孽譬趸§鲁
VDD REF AINo AIN5DVDD AIN6Pl 0AIN-/
P11nRF24E1
VSS P0.0
VDD P0l vSS PA P0.2AN'IR
P0.3
,、
ANTI
墓警兽譬拿甥￡;68
￡星星金各宰冀疑罗
朗I]=降l册
. 工 。 虾 上 1.r
I一卜 ;王33虾占r盘
L尝
上C31MQ T22nF
士
图2无线发送模块电路
2726
— 25242322
212019
3V
..I..C10..L.C11
r F工1虾
IpF Ll 22nH
.JL.C5.JL.C6
工2艄工2埘
上CA
工22nF
Un.vW.ecda.cn
2009.7电子元器件主硐37
w弧
4心
叭m 上工=
一司 黼≮
一{3∞ 丽№
=『 纠纠纠 C
B A Y B
A Y
m
W 4443玉3狂 D
孔m m
H 强 鸦吖叭 万方数据
第11卷第7期
2009年7月
电手元器件主用
Electronic Component&Device Applications
V01.1l No.7
Jul.2009
述。其温度传感器模块电路如图3所示。温度传 感器用于读取室内温度,并通过数据输出引脚 DQ将温度值送入nRF24E1的P0.6口。当nRF24E1接收到无线电信号时,MCU便启动计时器开始计 时,超声波接收电路接收到超声波信号后通过 P0.3口(INTo)产生中断信号,随即MCU停止计 时。并读取DSl860的温度数据。将温度信息、时 间差以及位置坐标向PC端发出。
33V
接PO
6—‘—吨
4
4接口电路
图3温度传感器模块
图4为PC端接收模块的RS232接13电路.首 先nRF24El接收由参考点发送的数据.PC通过串
13
RS232读取数据信息,并根据时间差和温度计
算出每个参考点与被定位目标的距离,再根据3个距离值和参考点的坐标计算出被定位目标的坐 标,最后将结果显示出来。
C15
图4
PC端RS232接口电路
38
电子元器件主用
21109.7愀ecd以cn
接P02
接P0l
5软件设计
下面主要介绍nRF24E1的模式配置、发送接 收和PC端接收的基本工作程序。 5.1定位目标发送过程
nRF24El采用ShockBurst发送模式。首先设 置CE为低电平,CS为高电乎,并将接收节点的 地址、待发送的数据送入nRF2401子系统,设置 数据率为小于l Mbps。随后将控制P0.2口为高电
平发送超声波信号,同时设置CE为高电平,CS 为低电平,即可发送数据。其软件流程图如图5所示。
图5
系统软件流程图(参考点发送端)
5.2参考点接收过程
nRF2401子系统被设置成ShockBurst接收模
式,并检查RF的地址和数据包的size是否正确。 在激活接收状态后,首先设置CE为高电平,并监 视是否有来波信号。当一个有效数据包被接收 时。子系统将DRl置为高电平并通知MCU。之后 MCU将CE置为低电平来使前向末端RF失效。当 有效数据接收完后置DRl为低电平。并下载数据
到MCU。最后MCU在读取DSl860温度数据之后, 被设置为ShockBurst发送模式向PC端发送数据信 息。再将CE置为高电平。准备接收下一轮新来的 数据包。其软件流程图如图6所示。
5.3
PC端数据接收过程
nRF24E1接收到数据后,经校验子程序的校
验证实数据正确就可通过串口读取数据信息。在 作进一步的数据处理之后。显示结果。其软件流
程图如图7所示。
6543
~
呦
。一
1-
l _
_
S 一 一
D ,
一 一 1
23456
V
C一3=0
睦一
万方数据
第11卷第7期
2009年7月 断特器件虚莉
V01.11No.7 Jul.2009
N
开始
工
初始化
nRF24E1,T40进入接收状态
!竺苎≥>
●Y
nRF24E1接收一位数据
R40收虱超声波 发中断
群翌Y 呼 ● I
向PC发送数据,时间差和温度值
图6参考点接收端软件流程图
6结束语
文中详细研究了基于TDOA的RF无线超声室 内定位系统的软硬件设计.该系统可实现所有模 块的无线收发,其系统结构简单,易于实现。若
开始
工
初始化
nKF24E1进入接收状态
!L<>
一——面∥;iY磊
●
≮篓竺雾 —磊赢鬲Y雨
●
计算并显示结果
图7PC接收端软件流程图
采用GDOP的定位算法,则测距误差在0.1~0.2m 的范围内可得到l in的定位精度。在实际中。本 系统可作为一种可靠而有效的室内定位方法。 参考文献
[1】 Nordic VLSI ASA.nRF24E1Data Sheet.2006.
(上接第35页)
性等。由于本系统的硬件电路比较复杂,模块单 元较多。所以。本文采用各个模块先分开调试, 然后整合联调的方法。其主要的调试步骤如下:◇电装前,检查印制版电源与地是否短路。 电装后,检查电装是否正确,有无短路,断路、 错焊、漏焊等情况。
◇用VHDL语言编写CPLD控制程序,并将编 译好的PPCBOOT程序烧写到Bootrom FLASH中。 然后将Bootrom FLASH插入系统板上PLCC插座, 再把平台的串口1与PC机的串口l连接起来。接着 打开PC机的超级终端,配置好串口传输参数。 ◇加电,观察电源指示灯是否正常,有无芯 片出现过热情况。然后将CPLD文件通过编程电 缆下载到CPLD芯片。
◇关电,再重新上电启动系统。观测超级终 端有无显示。判断系统是否正常复位,串口工作 是否正常。也可以接入BDl2000仿真器,观察系 统是否能正常复位.还可通过仿真器对系统存储 器进行读写,以判断存储器电路工作是否正常。 ◇观察网口收发器芯片外接的状态指示灯是 否正常闪烁,判断网口工作是否正常。
4结束语
本文介绍的是一种嵌入式网络通信平台的硬 件开发方法。该平台以目前应用十分广泛的通信 微处理器MPC860T为核心。具有低成本、高性 能、通用性好等特点。适用于多种网络通信设备 的开发。具有很高的经济和实用价值。同时。本 系统的研制成功.也为今后开发其它系列的32位 嵌入式CPU芯片提供了样例,因此,具有一定的 参考价值。
RelVlv.ecdo.crt 2009.7电子元嚣件主明39
万方数据
基于TDOA的无线电超声波室内定位系统设计
作者:陈思卓
作者单位:成都电子机械高等专科学校通信工程系,四川,成都,610031
刊名:
电子元器件应用
英文刊名:ELECTRONIC COMPONENT & DEVICE APPLICATIONS
年,卷(期):2009,11(7)
引用次数:0次
参考文献(1条)
1. Nordic VLSI ASA.nRF24E1 Data Sheet 2006
相似文献(0条)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_dzyqjyy200907011.aspx
下载时间:2010年3月28日
范文五：基于伪码相关技术的超声波_无线电定位系统
基于伪码相关技术的超声波无线电定位系统$
!"# $%& ’()
西安交通大学电信学院西安 %!*%""#-&
摘 要针对在环境已知的室内移动的机器人的定位问题提出了一种新的定位方法基于伪码相关技术的超声 ! !"
无线电定位法文章介绍了这种定位系统的原理和设计方案详细阐述了系统硬件部分的电路设计并讨论了主 &# !!波
最后给出了调试结果实验表明该方法提高了定位的准确性扩大了有效定位范围!# !!# 要元件的参数设置
关键词定位系统超声波测距伪随机码数字相关! !!!
中图法分类号文献标识码文章编号!./!0" ! 1 ! %"""&*%0"%!""#&"$&!"!#"$
%&’()*+,-.$()/-+ 0)12 3+.)’-+, 45*’26 7)*2/ +,
8*29/+$(),/+6 +((2&)’-+, ;2.<,+&+=5>
(23 4567895 <=>?678@A? B2> C8DE6 :;/:
FGH??9 ?J 29EHKD5HL A6@ 36J?DAK5?6 26756ED567M N5(A6 O5A?K?67 =65PEDL5KQM N5(A6 *%""#-R I,
>?*’().’@ 36 A99CL5?6 K? KIE 9?HAK5?6 SD?+9E, ?J KIE ,?+59E D?+?K 56 A D??,T A 6EU ,EKI?@ 5L SD?S?LE@ 56 KI5L SASED KIAK
5L KIE C9KDAL?65H)DA@5? UAPE 9?HAK5?6 LQLKE, +ALE@ ?6 SLEC@?)DA6@?, H?DDE9AK5?6 KEHI6?9?7QV WK J5DLKT KIE KIE?DQ A6@ KIE
SD?XEHK ?J K5L LQLKE 5L 56KD?@CHE@ 56 K5L SASEDY KE6 ACK?D AZE A @EKA59E@ LKAKEE6K A+?CK KE @EL576E@ H5DHC5K ?J KE I,III,,II
LQLKE A6@ A9L? @5LHCLL ?U K? HA9HC9AKE KE SADAEKEDL J?D L?E 5S?DKA6K E9EE6KL 56 KE @EL576E@ H5DHC5KV (ALK9QT KE ,II,,,,II
SED5E6K DELC9K 5L SDELE6KE@V E DELC9K ?J KE ESED5E6K 56@5HAKEL KE EK?@ 5L H?DDEHK A6@ AHHCDAHQV E[.II[II,,,
25 B+*@ ?HAK5?6 LQLKET =9KDAL?65H @5LKA6HE EALCDET LEC@?&DA6@? H?@ET 575KA9 H?DDE9AK5?6 A(/(,,’,\
时衰减较大因而当待测距离较大时超声波测距 !! !"!
且信噪比很 ! 在环境已知的室内移动的机器人要确定自己 !仪接收到的超声波回波信号非常弱
这就使得超声波测距仪的有效作用距离较短" " 这就是定位问题目前移动机器人的 !" !差的具体位置
而超声波定位因其成本低结构简 为解决以上问题提高测距精度扩大有效测 ! #!! 定位方法很多
笔者提出了基于伪码相关技术的超声波! & " 量距离单且易于实现而有了越来越多的应用
无线电测距的设计思想应用于室内移动机器人的 一直被广泛应用的超声波定位系统是将若干 !!
" 通 !定位个超声波测距仪有规则地安装在移动机器人上
过测量不同方向上机器人到墙壁的距离来确定它
超声波测距仪采用反射式测距 " #$%&" 在室内的具体位置发射超声波并接收经墙壁反射的回波根据回 !!法()*’"# !
显 " 波信号滞后发射波信号的时间来计算待测距离如图 所示系统主要由若干个应答器和一个 % !
超声波测距仪的性能直接影响移动机器人定位 !主测距器安装在主体移动机器人然" %& 主测距器组成然而在这种超声波定位系统中超声 " !!上主要由无线电发射器超声波接收器前置运算 系统的品质!##
$ 完成无线电的发 波测距仪本身存在着很大的缺陷 !放大电路和伪码解调电路组成
测距精度较低超声波测距仪工作于单脉%%& " 超声波的接收和解调并将解调后的伪码信号 #!射
测距精度主要取决于回波信号的信噪比! ! 多 功 能 数 据 采 集 卡 送 入 微 机 进 行 处 ’()&*%%+ 冲方式经
在信噪比一定的情况下通过增加前置运算放大电 !应答器按一定规则分别固定在室内天花板的两 ’理
" 主要由无线电波接收器超声波发射器伪码!##%, 路的增益也不能满足要求侧
有效作用距离较短超声波在空气中传播%& " !序列码产生电路伪码调制及放大电路组成接收 &#! 产生伪随机码各应!% 来自主测距器的无线电信号收稿日期] !""$&"*&%0
答器的距离经计算后可确定它在空间的位置答器的伪随机编码是不同的并将伪随机码调制 " # 不" !
的正弦波上加在超声波发射 #"&( 妨设机器人在一环境已知的长方体房间内 ’到振荡频率为
使超声波发射器发射载有伪随机码的超声 "器两端移动图 中平面 代表天花板所在平面"!%/!"45+6 "
# 应答器沿直线 直线 有规则布置机器人上 波给主测距器64&+5 "
以 # 6 的主测距器至少能接收两个以上应答器信号 为 坐 标 原 点 直 线 直 线 直 线 分 别 为 " 64& 6+& 67 无线电发射器 坐标建立空间坐标系设某两个应答器的空 8&9&( " 微机处F#",%B 分 别 为 机 器 人 距 离 天 花 &%#$ %"""!"!"!!%! 理系统伪码解调前置运算间坐标
与放大电路 放大电路 定位问题就转化为点 在 %"&%’"(")!板高度为定值 所示空间坐标系中的坐标求解问题!%.!# 图 若已测得机器人与两应答器之间的距离分别 无线电接收器 伪码发生电路 在图示坐标系中有以下三角关系式 *&*"’ % !为A#",%B ! ! %%! 伪码调制与放大电路 +!:*,% !!% % " ! ! %!! !+!!:*,% ! ! 图 系统工作原理方框图"% !"#$!"! !+!! :!+,!;!,!!:( ;<"-’= %$! % % ! ! ! ! ! !!!!!主测距器在微机指令信号的作用下向固定在" + + <><$-(=%# !:.;.!:’;!!!!!!!!="" %="" 室内的所有应答器发射同频率的无线电信号接收$="" 由以上方程可求解得="" 的值="" 具体推导过程="" ’&(="" %到无线电信号所有应答器同时向主测距器发射载="" "的值即为="" 因而点="" 的坐标确定!#="" %"&%’"(")!"="" 省略主测距器接收到来自不="" $有不同伪码的超声波信号定位问题得以求解#="">
经放大处理后解调 ""同应答器的超声波调制信号 经 进入微机进行相关性处 +%% ")*,-.出伪码信号./0# 确定主体与各固定点之间的距离通过不同的 ""理应答器主要由超声波发射器无线电接收器伪 &&# 伪随机编码辨认不同应答器的发射信号序列码产生电路伪码调制与放大电路组成%> !&# 码&+%’()*,-!"# 123450#"$ 在室内天花板两侧对称布置应答器移动机器 "本系统采用的超声波传感器是发射接收分开 &如图 所示超声波接收器 %!%/!!"人上设立主测距器工作频率 由双压电陶瓷晶片 "#"?!&@"’的分体式2$3 度倾角间隔 度配置测得机器人到各#0 &1" # 以超声波发射器型号 可以将加在其上 # A#"%B"(构成 应正弦信号转换为机械超声波信号向 %!面的电信号6 +G % 2%C由超声波发射器的频率特性图可知超# "外传输G ! 时发射灵敏0:#"&@ " ’"声 波发射器在振荡频率4 5 7 F考虑到方波信号谐波较多故选用 # "度最 高J 的正 弦信号作为载波信号驱动超声波发射#"&’@ "
# 器 IH
67890:#% !应答器 主测距器 移动机器人
无线电接收器主要接收来自主测距器无线电 <4=8>#"# 8
本系统所用的伪码是最大 序列码由两片 > "# # F( 级线性移位寄存器 级联成一个 级线性 -#*D%10 E
<.= 如图="" 所示第一片="" 的四位"$="" #="" -#*d%10="">
图 设计方案及坐标计算图!
输入 相当于 第二片 & "*#+%-!’!(!))))),. " % $!
的四位输入只用后三位 相当于 因 "’!(!))))# /.
级线性移位寄存器所以 不用置初值* ")# * 为需要
不同应答器中的线性移位寄 )))))))$" % ! $ # . /
产生不同伪随机编码脉冲信号 "%"存器置不同初值
晶振器 产生频率设为 该 0 ()#"/" "!1.234# 由分频
位频率为 的 序列码提供 % &14 !*!.235"电路产生
# 给伪码调制与放大电路
计算得 1@"<><><$-@34+>
可以输出三角波正弦波和方波通过 78" + !!/!
脚间跨接电阻 来调节输出波形调试结 %$%# + !"调
时输出失真最小的正弦波<= +="">
放大电路$1#1!
超声波发射器发射机械超声波强度的大小不
而且还 "仅取决于加在它两端驱动信号的振荡频率 A%B主要是电压受电$"受驱动信号幅值大小的影响
一般双压电陶瓷晶片承受电流从几"流 影响不大
在驱动信号频率一定时驱动%""毫安 到十几毫安
发射器发射的机械超声波强" 信号电 压幅值增加
发射距离变远因此通常可以通过提高" + "度增大%&"#$()!’!"# 调试+ 驱动信号 的电压幅值来改善有效测量距离伪码调制电路$1#1% 经运 放输出的正弦波驱动信号电压为,C%!D+ 结果伪码调制电路将 伪码信号调制到基频 !1.234
的 正 弦 波 信 号 上 驱 动 超 声 波 发 射 器 #"234 " 为*+,-# 发射机械超声波6#"% # /’主测距器主要由超声波接收器前置运算放大 !调 制 电 路 的 核 心 元 件 是 高 性 能 数 字 锁 相 环
伪码解调与放大电路和无线电发射器组成! " 电路主要用于数字通信中数字信号的 78!!"/"78!!"/ 如图 所示. + 如图 所示引脚 接收 频率# # "78!!"/ - 9,2$ 调制./012-#"$ 键控信号来自伪码电路产生的 位 系列码" %* 5 % !超声波接收器可以将接收到的机械超声波信 输入对 脚输出的正弦信号进行频率键控调制" # !本系统所用超声波接收器 + 号转换为相应的电信号当 时脚输出频率为 的正弦信号9,2 :;<(%) "!="" !*="" %="" 工作频率="" 一般情况下8#"e%/"#"c!234+="" "="" 型号为="" 时脚输出频率为="" 的正弦信号9,2=""><(") "!="" !+="" !="" 当经接收器转换输出的电信号很弱且信噪比较差"="" "="" 频率="" 的数值分别由="" 确定其!!!!<%="" 0="" "#"!<%="" 0="" "#="" +="" %!="" %%!!必须经过滤波处理后再进行前置放大滤波电路谨="" +="" 中为="" 引脚跨接的定时电容分别是="" "#="" "*="" .!/"!"!%="" !它会改变信号的相位削减信号的幅值对"""="" 引="" 脚="" 的="" 接="" 地="" 电="" 阻="" 本="" 电="" 路="" 中="" 取="" 慎使用="+" #<%"""="">?""<>
进行处理&
接收电路中用到的 是 61%% (!!
专用于数字通 " 高性能数字锁相环
在该电路中主要用于 序 & 5 信电路
内部的 & 6(!!%% 789 列码的解调
电压控制晶振器自由振荡频率 #$’- "
是 引 脚 之 间 跨 接 % &%$%# ("(("" "
是引脚的接地电阻%&%! & "的电容
取 值 范 围 ’&-%": ;%"":"(- !!" "
的具体外接!""<=;%""=& 6(1!!%%="">
元件参数设计步骤如下’
根据系统要求确定带宽确 >%2 "’
和 的值本系统取 ’’"’-% ! %定
#!:?@" ’-$A:?@& !
计 算 的 值 >!2 ’’’- ’’- " " !% ! 信号的相关处理产生不利影响! $BCD:?@"#":?@% %&"#$(!’"# !
确定定时电阻 的值取 >$2 & -""<="&- ’(!!&%’="" "="" ""超声波接收器的频率特性显示接收效果和="" "通过调节="" 进行微调%":!="" &&="" )="" 若="" 很大!="" (="" 接收器输出端的外接电阻有很大关系计算电阻="" 和电阻="" 的值="">#2 &(’&-&’>’1’2 % % %" " %!频率特性是尖锐共振的并且在这个 #()%""*!$""!其中 是阻尼系E-"""-%D">-D%<= "$="" !!:!(!(%"="" %若="" 较小灵敏度随="" %="" #+%"$"((*!频率上灵敏度很高数&="" 所以超声波接收器应与输入阻抗高的前置="" &="" 之降低确定="" 和="" 的值取="">D2 &&’&#D&&-%F%%& ’ * ’ % ’ *才能有较高的接收灵敏度系统 "& 放大器配合使用取 确定值D&&$DC% & #F!’ *如图 所示# $& ,采用高输入阻抗反向运算放大器 CD "!其中 "&-+,-计算 的值>,0 (’(- ./01&/23 )’ ’&+,-
>&/&0&*%’* "./01&/23-!#""G 4 H&
&/&4& %’ *
012./-!%!
无线电发射器在微机输出指令信号触发下向 "
告知各应 "所有应答器发射同一频率的无线电信号 向主测器发射载有伪码的超声波信号"& 答器
电压增益’ 3456& " & &" ’ $ 经实验测试主测距器和应答器运行稳定相 " "!- $% .%/ 0 #,$
"&& # % #所示实验表明将伪码相关 3 & "应信号的波形如图 输入阻抗 若 则&$&& &$& ’#’ % 与单脉冲测距法相比测 " "技术应用于超声波测距 &$ -1.% 2 #3$ 且测量精度得到改善!/"& 量的最大无模糊距离增加& # 可见输入阻抗 通过增大 的 值 增 大 " &$&" &#%% 578 ’ 放大倍数可由 比值定而不需 "&4 &"$ # 电路输入电阻基于伪码相关技术的超声波无线电定位系 + 大 的 值 电 路 噪 声 较 低 调 试 结 果 &" & &$&- ’’ #%增具有以下特点"’ 统使得超声波接收器接收效果达到最好%""*!"&
通过本地伪随机码与接收到的伪随机码进 >%0 )*+%,-(!"$ 确定待测距离提高了测量的精度""% 行相关性运算主测距器应对接收到的超声波信号进行检波" 定位的准确性更高% 解调出伪码即 序列码经放大后送入微机系统#5 $"
号进行辨认因而使系统具有良好的实时性$ !
参考文献
苏长赞红外线与超声波人民邮电出版社第一 )%* + )*+ -%..$ ,
(!$/01$//+ 版
张弩李正廉码分多址通讯的伪码调制技术黑龙江 )!* !+ )2*+ 3 %..43 #5 410+ 通讯技术
王富东超声波定位系统的原理与应用自动化与仪 )$* + )2*+
3 %../3 $5 %41%0+ 表
樊秀云 等伪码数字相关在超声波测距中的应用装 )#* + )2*+
3 !""!3 $5 001/"+ 备指挥技术学院学报
冯绍军伪随机码测距及其在故障检测中的应用实 )4* + )2*+
3 %..03 45 !"1!!+ 用测试技术 李茂山超声波测距原理及实践技术实用测试技术)6* + )2*+ 3
%..#3 %5 %!1!"+
采用分体式的超声波传感器超声波接收器 &’ !!
雷鸣雳 男硕士研究生研究方向为移动机器人定 %%0%7&!.!’接收到的信号是来自超声波发射器的超声波直达 ’ 位与控制与工作于反射式的超声波测距仪相比在相 !!信号周功道 男硕士研究生研究方向为移动机器人定 !%%.0/7&!’接收信号衰减小信噪比较好从而 !"!同待测距离时’ 位与控制扩大了定位范围# !使得有效作用距离加大冯祖仁 男教授博士生导师研究方向为 %%4$7& 89 !.!!’,:在无线电信号作用下各应答器在同一瞬间 &$( !与机器人控制 ’主测 !同时发射载有伪码的超声波信号给主测距器
器根据各自的伪随机编码对不同应答器的发射信
!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
+ *,-!!" "
络中基于关键度的蚂蚁路由算法并进行了 仿 &R( ; !/P SDC>P,>21 T@D3DC2//> .<@2,cg><3,21n><3 k%+"="" !!"#="">
仿真结果表明本文提出的算法具有较高的路 )3DAA,? FCG,C//3,CG4 P,21 U* "@ DC> 6* 61/C* %3<?//>,CGE
接受率在网络处于拥塞的情况下路 JFFF JC2/3CD2,
#99#X4 !/P -<304 ;q3,m="" #99#*="">
郭强对 算法的两点注记运筹与管理年第 &Y( * 5M A/3/C2,D2/> "/3=,?/E DC> )3DAA,? FCG,C//3,CG HH ’I 硕士研究生"! ’吴 江 赵 惠 玲下 一 代 骨 干 网 络 技 术 多 协 议 标 记 交&#( * J% 7 !杨 博士后研究方向为计算机网络路由流量工程与 #$ ’!换人民邮电出版社年!!#99’ * ’ 网络行为学周正刘泽民智能蚂蚁算法及其在电信网动态路由优化 &8( !* % & 教授’ 电信科学年 期44’HHI ’’ * 中的应用 教授博士研究生导师’()!’ &7( K* L<>,DMDN DC> )* O* +D0E1NDC* K,C,N@N JC2/3A/3/C?/ <@2,cg p,21=""> %3<?*
转载请注明出处范文大全网 » 试析大范围无线电干涉定位系统
