零点漂移产生的原因及常用的抑制方法

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      无线 传感器 网络(Wireless Sensor Network, WSN)具有信息采集、传输、处理的功能和动态的拓扑结构。微小型传感器节点具有计算能力、通信能力,将

      无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)具有信息采集、传输、处理的功能和动态的拓扑结构。微小型传感器节点具有计算能力、通信能力,将其部署在监控区域内,构成可以自主完成自组织特定任务的WSN智能网络信息系统[1],无线传感器节点在监控区域内实现自定位。无线传感器节点不仅要能够实现自身定位,还要能够在监控区域内出现入侵者时,有效地安排适当的节点来消灭入侵者,起到自主防御的作用。

  当前,国内外的高校、科研机构以及其他组织已经开发出很多成熟的WSN定位系统。如AcTIve Badge、AcTIve Bat系统、AHLos系统、SpiderBat系统等[2-3]。其中,国内关于定位方法和技术的研究比较多,国外的研究开展的比较早,很多定位系统已经走出实验室,投入商业化应用。但仍存在节点测距范围有限、定位精度不高等关键技术问题。目前,常用的定位技术主要是基于红外测距、RSSI检测、声波以及超声波测距的定位技术,主要是室内环境中应用。红外信号的穿透性差,容易受到环境因素的影响,传输距离短,需要大量的传感器节点,定位系统的成本较高。因此,在完成测距定位的同时,开发一个简单实用、操作便捷的定位监控系统也非常重要[4-7]。

  针对上述问题,本文以节点高精度系统定位为目标,研究基于DSP的相关定位技术,设计并实现了基于超声波相关检测定位系统,系统界面友好,可以为WSN提供更好的节点自身定位服务支持。

  

  1 定位系统结构

  根据定位系统的实际要求,设计了WSN定位系统,系统的基本结构如图1所示。该系统主要由两部分组成:定位网络和监控系统。定位网络中节点的位置随机进行部署,其位置不确定,节点通过超声波相关测距技术,使用相关检测算法计算节点之间的距离,通过无线方式将距离信息转发传递至Sink节点。上位机监控系统部分又分为Sink节点信息处理和终端界面显示两个子部分,Sink节点根据收集到的节点距离信息来计算节点的坐标位置,终端界面显示网络拓扑结构及节点坐标。

  1.1 传感器节点架构

  根据具体应用场景的不同,节点的总体框架主要由DSP、RAM、ATZB-900-B0无线传输模块、射频收发天线、温度测量模块、A/D采样模块、超声波收发电路以及电源模块组成。本设计中无线数据通信模块选用Atmel公司的ATZB-900-B0模块,它是一个灵敏度高、功耗低、超紧凑型的IEEE 802.15.4/ZigBee模块。定位系统的网络组建以及节点间的消息传输都是通过ZigBee技术来实现的。

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