无线传感器网络体系结构包括3个部分:
(1)采集层——通过各种传感器装置,现场采集粮库压力、液位、温度、液体表面的气体浓度等参数,存储到无线测控装置;
(2)传输层——无线测控装置将数据远程发送到智能网关,智能网关通过GPRS、TCP/IP、WiFi等方式,将数据上传到监控中心;
(3)应用层——监控中心的监控软件把数据解析出来,按照客户的要求显示在屏幕上。
利用无线传感网络技术可以搭建各种用途的无线数据采集监测系统方案,需要搭配信立/XL智能网关、智能测控装置、智能转换器、智能环境监测装置、智能压力传感器、智能温度传感器、智能气体传感器、智能温湿度传感器等,以及组态软件、触摸屏等配套设备。
从多个室内定位技术来看,能实现厘米级高精度定位的技术有UWB超宽带定位。室内定位,高精度定位的公司我知道的有SKYLAB,他们家的厘米级UWB室内定位,不但能够实时了解关键物体(携带定位标签的人员、设备)的位置,准确的记录关键物体移动的行为轨迹,对设备点的定期巡检,实时监控还能够对危险区域进行告警,提醒访客和其他非相关人员不要靠近危险区域。
UWB(Ultra Wide Band )即超宽带技术,它是一种无载波通信技术,利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置,信号强弱受外界影响较大,因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大,定位精度不高,而UWB定位采用了宽带脉冲通讯技术,具备极强的抗干扰能力,使定位误差减小。
UWB定位系统大致分为位置感知层、网络传输层和定位应用层,主要包括:UWB定位基站、UWB定位标签、UWB模块、软件接口等。
WB超宽带定位流程
(1)每个定位标签以UWB脉冲重复不间断发送数据帧;
(2)定位标签发送的UWB脉冲串被定位基站接收;
(3)每个定位基站利用高敏度的短脉冲侦测器测量每个定位标签的数据帧到达接收器天线的时间;
(4)定位引擎参考标签发送过来的校准数据,确定标签达到不同定位基站之间的时间差,并利用三点定位技术及优化算法来计算标签位置。
(5)采用多基站定位多采用TDOA(Time difference of Arrival)算法。
GPS即全球定位系统,是美国研制的卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速。GPS定位系统,是全球使用最广泛的定位系统,不过它的使用仅限于室外,在室内就无法正常使用了。是因为它拥有这些缺点:
1、GPS不能100%定位,室内定位更加不精准。GPS也会受到很多方面的影响,包含大楼、高架桥、电波等等,一般来说,GPS在越空旷的地方定位越精准。
2、受到天空卫星状态的影响。使用GPS不要使用一两次或一两天就决定GPS的好坏,由于天空卫星状态每天都不同,也许同一个地方,上午信号满格,但是晚上就无法定位。甚至连续几天都定位不到的情况发生。
3、室内无法定位。由于GPS是接收卫星直射下来的信号,所以在室内是使用不了GPS的。
4、GPS仪器不同,所产生的效果也许是天差地别。
现今室内也有专业的室内定位系统,使用较多的有这几种:
1蓝牙室内定位
蓝牙通讯是一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后,将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备。这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。
蓝牙定位主要应用于小范围定位,例如:单层大厅或仓库。对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备,只要设备的蓝牙功能开启,蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。不过,对于复杂的空间环境,蓝牙定位系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大。
2Wi-Fi室内定位
通过无线接入点(包括无线路由器)组成的无线局域网络(WLAN),可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。它以网络节点(无线接入点)的位置信息为基础和前提,采用经验测试和信号传播模型相结合的方式,对已接入的移动设备进行位置定位,最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点,而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图,则Wi-Fi定位就很容易存在误差(例如:定位楼层错误)。
另外,Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域,而且很容易受到其他信号的干扰,从而影响其精度,定位器的能耗也较高。
3超宽带室内定位人员管理系统,这是近年来新兴的一项无线技术,这款定位系统,传输速度快,发射功率低,穿透力也很强,抗干扰性也很强,并且可以得到精确的结果,缺点就是,现在的造价较高,所以只要解决了造价的问题,那么超宽带定位技术,在无线室内定位领域将会具有很好的前景。
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