4.5-网络定位技术.pptVIP

4.5.11 传感器网络时间同步技术 TP 和 GPS 尽管在技术上已经很成熟，但是却无法直接应用于无线传感器网络的时间同步，这是由于无线传感器网络具有其自身的特点，必须考虑以下因素： (1). 传输延迟的不确定性 (2). 对低功耗、低成本与小体积的要求 (3). 对可扩展性的要求 (4). 对健壮性的要求 ? 4.5.11 传感器网络时间同步技术 3. 典型无线传感器网络时间同步算法 （1）用于传感器网络的时间同步协议（TPSN，Timing-sync Protocol for Sensor Networks） （2）轻量基于树形分布的同步算法（LTS，Lightweight Tree-based Synchronization ） （3）参考广播时钟同步协议（RBS，Reference Broadcast Synchronization ） ? 4.5.11 传感器网络时间同步技术 发送者-接收者同步机制与接收者-接收者同步机制 未来的物联网网络定位和发现技术 在未来的物联网（IoT）中，不但网络是动态变化、持续演变的，物联网中的各种物品也将是随时变化的，而且这些物品将会在不同程度上呈现出各种级别的自主能力。 在物联网的环境中，新的“物品”将会不断被纳入到现有的网络拓扑结构中来，网络也将持续的向四周拓展其疆界。在这种情况下，为了实现至关重要的网络管理能力和必须的整体通信管理能力，物联网要求其中的各种网络需要具备自主的网络发现机制与网络映射功能。 案例：矿用射频识别人员定位系统 KJ133D型矿用人员定位安全管理系统的工作原理是应用射频识别技术及计算机通讯技术，在井上调度室设置中心控制计算机系统，在井下相关位置布置KJF82型矿用读卡分站及KJF82.1矿用无线收发器， 读卡分站和中心控制计算机系统之间通过光缆或电缆相连接，矿山井下人员、车辆、设备等目标分别携带KGE39标识卡，系统通过读卡分站、无线收发器与标识卡、报警仪之间的无线通讯，实现对被识别对象的目标定位和无线寻呼。 案例：矿用射频识别人员定位系统 矿用射频识别人员定位系统 案例：矿用射频识别人员定位系统 系统采用了射频识别技术并且具有以下特点： ????? ■ 全员实时精确定位：定位精度可达±10米以内 ??? ??■ 无线移动瓦斯监测：能够实时显示井下人员周边瓦斯浓度。 ?? ?■ 双向无线寻呼：系统可以向目标发出呼叫信息。 ???? ?■ 高速运动目标识别及抗冲突能力 Thank You! ?4.5.4 TOA/TDOA定位 TOA电波到达时间定位基本原理是得到Ti(i=1,2,3)后，由Ti*c得到设备到基站i之间的距离Ri，然后根据几何只是建立方程组并求解，从而求得Location值。如下图所示。 TOA 定位方法 4.5.4 TOA/TDOA定位 DTOA电波到达时间差定位是对TOA定位的改进，与TOA的不同之处在于，得到Ti后不是立即用Ti去求距离Ri，而是先对T1,T2,T3两两求差，然后通过一些巧妙的数学算法建立方程组并求解，从而得到Location值。如下图所示。 ? 4.5.4 TOA/TDOA定位 DTOA由于其中巧妙设计的求差过程会抵消其中很大一部分的时间误差和多径效应带来的误差，因而可以大大提高定位的精确度。 由于DTOA对网络要求相对较低，并且精度较高，因而目前已经成为研究的热点。 DTOA定位方法 4.5.5 AOA定位 AOA(Angle of Arrival，到达角度)定位是一种两基站定位方法，基于信号的入射角度进行定位。 知道了基站1到设备之间连线与基准方向的夹角α1，就可以画出一条射线L1；同样知道了知道了基站2到设备之间连线与基准方向的夹角α2，就可以画出一条射线L2。那么L1月L2的交点就是设备的位置。 ?? 4.5.5 AOA定位 用函数调用表达如下。 Location=GetLocation([Pisition1,α1],[Position2,α2]); AOA定位通过两直线相交确定位置，不可能有多个交点，避免了定位的模糊性。但是为了测量电磁波的入射角度，接收机必须配备方向性强的天线阵列。 ??4.5.6 基于场强的定位 该方法是通过测出接收到的信号场强和已知的信道衰落模型及发射信号的场强值估计收发信短的距离，根据多个三个距离值就可以得到设备的位置。 从数学模型上看，和TOA算法类似，只是获取距离的方式不同。场强算法虽然简单，但是由于多径效应的影响，定位精度较差。 4.5.7 混合定位 混合定位就是同时使用两种以上的定位方法来进行定位。通过各种定位方法之间结合使用，互补短长，以达到更高的定位精