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承诺书
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南京航空航天大学硕士学位论文
南京航空航天大学硕士学位论文
无线传感器网络在家居安防系统中的应用研究
无线传感器网络在家居安防系统中的应用研究
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摘 要
随着社会经济的快速发展,人们的生活水平逐步提高,同时对于家居安防的需求也越来越 高。基于无线传感器网络的家居安防系统,能够实现对家庭环境的监控,对于建立舒适、环保、 节能、安全的生活空间具有重大意义。
本文对家居安防进行深入调查,重点研究了防入侵和防火灾两种防范对象。首先对人员入 侵展开研究,通过红外和声音两种传感器进行联合预警,并采用 TDOA 算法对声源进行定位。 为了获得较好的时延估计,提出了一种锚节点挑选和时延估计策略,挑选最优锚节点参与定位。 针对求解过程中出现的多解问题,提出一种区域判别法则,对目标位置进行多重判断后再求解, 在不影响定位精度的前提下降低了系统计算量。实验表明,本文方法计算量小、精度高,具有 较好的定位效果。
其次,针对单一传感器难以满足火灾预警的问题,采用多传感器协作的方式进行联合预警。
为了获得稳定可靠的监测数据,采用高斯滤波、递推平均滤波和卡尔曼滤波进行处理。将多传感 器数据融合技术应用到火灾监测中,采用 D-S 证据理论进行融合。针对 D-S 理论无法有效处理冲 突证据的问题,提出了一种基于证据距离的权值分配法,给每条证据分配权值,然后对原始证据 进行修改,重新计算概率分配,最后利用 D-S 组合规则对新的证据进行融合。实验表明,本文方 法具有较好融合效果,可以有效处理证据冲突的问题。
最后根据不同的用户需求,分别开发了 PC 端和移动端两种操作界面,使得远程和近程用 户均能实时获取家居环境的信息,从而更好地感知家庭安全状况。
关键词:无线传感器网络,家居安防,声源定位,时延估计,D-S 证据理论,证据距离 基金资助:江苏高校优势学科建设工程资助项目
ABSTRACT
With the rapid development of social economy, People’s standards of living is improving gradually. Meanwhile,the demands for home security are also increasing.The home security system based on wireless sensor network can be achieved on the family environment monitoring.It is of great significance to establish comfort、environmental protection、energy saving and safe living space.
This paper makes a further investigation on home security and focuses on two kinds of anti-intrusion and anti-fire precaution objects.Firstly,this paper researches the staff invasion and alarms by infrared sensor and sound sensor and uses the TDOA algorithm to localize the sound source. In order to obtain ideal time delay estimation, an anchor node selection and time delay estimation strategy are proposed.This strategy can pick out the optimal anchor nodes involved in localization. Aiming at problems of multiple solution in solving process, a regional judging rule is put
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