论文部分内容阅读
随着互联网信息技术的发展,同时催生了无线通信技术的快速发展,社会上人们开始对无线定位技术产生了很大的需求。室外定位技术比如全球定位系统(Global Positioning System,GPS),北斗系统等早已家喻户晓,但是受室内环境复杂的影响,室外定位技术无法满足室内定位的要求,特别是在一些工厂、煤矿厂和火车站机场等大型建筑物内部,室外定位技术的信号受复杂建筑物结构的影响导致信号变弱,从而导致无法准确定位。为了解决这个棘手问题,有些研究机构开始研究一些无线室内定位技术。已经成熟的一些技术,比如蓝牙技术,无线射频识别技术等一些定位技术都会有一个共性缺点,就是定位误差不稳定,会受距离长远,隔离物阻挡等因素导致定位不精确。随着技术不断的发展,有一种室内定位技术从中间脱颖而出,那就是超宽带技术,相对其它业界所运用的室内定位方案而言,超宽带技术重点运用无载波通信,依靠超窄脉冲的模式来实现数据的有效传递,该方法能够大幅增加通信带宽,从而确保可以获得更为理想的资料,以此来助力后续的精准定位,在高精度的测距与定位领域受到的关注度很大。本文当前较为多见的定位系统,大部分有着传输相对偏短、功耗偏高以及定位精度较小等缺陷,针对此类实际存在的问题,本文基于详细的定位方案与算法等多个角度开展研究,选定达到时间方案,并且将其有效地运用到超宽带定位情景中,以此探讨契合工厂定位需求的基础方案,并制定了以脉冲超宽带为基础的定位产品,从而确保相关标签基本的功耗与精度等符合需求。本文的主要的研究工作如下:(1)结合工厂实际复杂环境,定位算法会出现定位精度不准确的现象。基于定位系统出现误差很大的问题,本文结合禁忌搜索算法思想,提出对粒子群算法进行改进,改进的TS-PSO混合算法能够实现对人员的有效定位,通过与常用定位算法进行数据对比,验证了TS-PSO混合算法可以有效提高定位精度。(2)工厂人员定位系统中,为了提高了信号的传输效率,减少了损耗,本文选用三边定位法进行定位,让人员佩戴定位标签在定位基站覆盖范围内走动,进行测试实验,通过实验验证,这个方法有效提高了信号的传输。(3)以超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术为基础,结合TS-PSO混合算法设计并实现了基于UWB的工厂人员定位系统,其中系统功能主要包括:历史轨迹回放、报警处理、考勤人员记录等。该系统可以满足工厂乃至其他企业对员工进行高精度的室内定位功能,通过对系统的实验测试,验证了该人员定位系统的可行性与实用性。