宋磊：大家好，很高興能跟大家演講關(guān)于《基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的超聲定位》，傳感器網(wǎng)絡(luò)研究目前為止可能只是針對于整個節(jié)點定位，定位信息是很多傳感器網(wǎng)絡(luò)課題的基礎(chǔ)，比方說移動節(jié)點的路由，傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)典覆蓋和入侵問題，都需要了解傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的位置信息，現(xiàn)有的研究的時候，無法實時的獲得每個節(jié)點的信息，更多的采用人工測量的方法，效率比較低，沒有辦法非常切合實際應(yīng)用的場景，比如現(xiàn)在很多研究都需要搭建實驗床，但現(xiàn)有的實驗床，只能進(jìn)一步獲取信息，而無法獲取現(xiàn)有的信息，這使最后得到的信息并不太完全，我們以定位作為網(wǎng)絡(luò)的切入點，就是想因為定位有很經(jīng)典的研究意義，同時對更多的研究有價值，對實時的信息提供高質(zhì)量位置相關(guān)服務(wù)的一個基礎(chǔ)，比如現(xiàn)在的GPS能夠達(dá)到10米量級的定位，我們可以作為導(dǎo)航和商店推薦等工作，我們室內(nèi)定位達(dá)到厘米級的定位，我們可以在商店里面導(dǎo)購，在圖書館里面引導(dǎo)顧客拿到相應(yīng)喜歡的書，還有智庫管理，還有公共場合的人員定位，還有一些物品和人員安全的監(jiān)控，就具有非常高的意義，定位本身具有非常高的意義，這是現(xiàn)有定位技術(shù)的概述，現(xiàn)有的定位技術(shù)，后面有兩大類，第一類像RFID或者WIFI像信號強度的定位�，F(xiàn)在UWB技術(shù)并不是特別成熟，由于光速還是比較快，它無法獲得很大的吸收，超聲最明顯的優(yōu)點，它能在很低成本的情況下獲得較高的精度，基于超聲整個一套定位系統(tǒng)，將來定位介質(zhì)，可以完全過渡過去，我們認(rèn)為選擇超聲作為我們定位的主要技術(shù)手段。

　　我們超聲定位很基本的原理，假設(shè)在已知的信交空間當(dāng)中有四個已知的信交節(jié)點，這個信交節(jié)點XYZ坐標(biāo)都是已知的，我們需要知道紅色的目標(biāo)節(jié)點。我們目的是要測信交節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點的距離，最后測XYZ。信交節(jié)點發(fā)射使目標(biāo)節(jié)點接受，這就是GPS大容量實現(xiàn)比較簡單。超聲由目標(biāo)節(jié)點發(fā)出，由信交節(jié)點發(fā)出，時間性比較好，準(zhǔn)確率比較高。超聲怎么測距的？流程圖是這樣的，超聲測距利用超聲在空氣中傳播到達(dá)時間的測量來檢測的，比如說我發(fā)出一個超聲和一個無線信號，我接收者幾乎同時就能接收到無線信號，經(jīng)過一段時間傳輸才能接到信號，利用時間差再測超聲在時間中傳輸?shù)木嚯x，在測距的基礎(chǔ)上有三個流程獲得信交流程的距離，三個流程分別測距，傳播時間測量信交節(jié)點。還有濾波，超聲在電波中產(chǎn)生的效應(yīng)引起的無法，傳輸方法是最低最高的濾波，還有三角濾波，如果兩邊大于第三邊就可以反射過去，在或多較為準(zhǔn)確的測距信息的時候，我們可以在測距信息的基礎(chǔ)上，對目標(biāo)節(jié)點有一個估計，這個問題是一個自由估計的問題，解決方法也非常經(jīng)典非常多，常用方法比方說解超定方程，或者一個估計校正最后得出方程。Koumori System定位主體按光在天花板上的傘狀的定位超聲系統(tǒng)，覆蓋面積比較合適，對單個房間能夠達(dá)到50個平米，同時每秒鐘有5Hz的刷新頻率，傳感器網(wǎng)兼容性Koumori 的定位傘和定位標(biāo)簽與XBOW的MICA的定位。工作流程是同時發(fā)射兩種信號當(dāng)定位器獲得無心信號之后就開始計時，然后測量你到各個已知位置節(jié)點的距離，最后把這些距離信息傳輸?shù)椒��?wù)器上，在服務(wù)器上運行相應(yīng)的方式，實時得到信息。最大的特點是他只有一個設(shè)備，所以非常便于安裝。

　　在居于同樣的原理我們又搭建了一套額DRAGON System信交節(jié)點不是一致的，通過標(biāo)定的大小決定拓?fù)�。定位誤差精度90%可信度誤差小于15厘米，可以發(fā)出超聲和無線，一旦信交節(jié)點傳輸以后可以開始計時算距離，這個距離預(yù)算在系統(tǒng)內(nèi)部，不需要外部服務(wù)器。在這個系統(tǒng)得到很好的節(jié)點，在系統(tǒng)內(nèi)部有非常經(jīng)典十分適用的方法，如果周圍條件允許是無線傳輸，如果鋼廠或者是電池干擾比較大的情況下，我們可以使用現(xiàn)場無線采集，可靠性非常好。在400×600的房間中，紅點標(biāo)定出一個桌子的區(qū)域，我們把標(biāo)點放在桌子上，可以非常實時的顯示出來標(biāo)注信息。

　　這是性能測試在90%的可信度下誤差小于15厘米。每個標(biāo)簽可以更新。這是我們做出的節(jié)點原形，右邊是散裝的樣子，尺寸是固定的，從中心點到外延距離是70厘米，還酸比較狹小，定位機器還是定位人，有兩種目標(biāo)節(jié)點，可以插在筆記本上，也可以掛在人身上的。這是DRAGON有計算節(jié)點，吸收節(jié)點和發(fā)射節(jié)點，這個標(biāo)簽和工業(yè)標(biāo)簽完全相同的，我們?yōu)榱斯�業(yè)上應(yīng)用全部使用防水的設(shè)計，在室內(nèi)外都可以進(jìn)行工作。

　　DRAGON需要有一個預(yù)較準(zhǔn)，使用起來比較簡便，內(nèi)部有高性能的，不需要外接服務(wù)器，這是我們實際做出的應(yīng)用場景，包括倉庫管理，導(dǎo)購等。第一個場景就是我們做出來的類似于倉庫管理的系統(tǒng)，有這么一個貨架，我們這個系統(tǒng)可以達(dá)到15個厘米的區(qū)分度，你可以把這個設(shè)備，借助于RFID和二維碼標(biāo)簽輸入，你可以很方便的記錄一個貨架上每一個位置存放了什么樣的商品，之后可以很方便的轉(zhuǎn)達(dá)，或者很方便的把顧客移到倉庫上來。

　　第二類就是結(jié)合多媒體技術(shù)的應(yīng)用，再一個音響店里我已經(jīng)獲得了商品的具體的位置，一旦顧客拿到貨品，可以顯示出商品的視頻，價格，如果是音響的話，還會來一段音樂，讓你視聽一下。

　　安全辦公桌，這也是我們實現(xiàn)的模式，如果這么一個會議，假設(shè)只有主席臺的桌子上，我才能夠訪問某一個數(shù)據(jù)庫，只要給每一個筆記本攜帶上定位的Table，插上以后才能可以由訪問授權(quán)，一旦離開以后訪問授權(quán)斷開了，對公共區(qū)域的安全非常有意義的。

　　以上就是我的演講內(nèi)容，謝謝大家！

　　轉(zhuǎn)載請注明出處：賽斯維傳感器網(wǎng)（ywhs9.com