[实用新型]无线传感网定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感网中的终端定位领域，特别是提供了一种无线传感网定位系统。

背景技术

无线传感网(Wireless Sensor Network)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息，并将需要的信息发送给观察者。无线传感器网络还可以应用于高速公路交通监控系统、工业生产、智能家居、仓库物流管理、空间海洋探索等领域。但是影响无线传感网实际应用的因素很多，其中，定位技术就是制约其发展的主要制约因素之一。

现今，定位技术已经得到了广泛的应用。当前随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对基于无线定位技术的新业务的需求日益增大，尤其在复杂的通信环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息，这些都推动了对无线定位技术的深入研究。同时，向用户提供精确的定位信息已经成为新一代无线通信系统的标准业务之一，无线定位技术也已经应用于紧急救援、汽车导航、智能交通等方面，参照众多行业的实际需求，无线定位技术和定位业务的发展前景将十分广阔。

同时，以最少的硬件资源、最低的成本和能耗对无线传感网中的终端节点位置进行定位的技术在无线传感网的研究和发展中备受瞩目。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。许多定位技术解决方案，如超声波定位技术、射频识别技术、光跟踪定位技术、GPS(全球定位系统)定位技术等定位技术将对移动站的尺寸和成本带来不利的影响。结合无线传感网提供导航、位置信息是一种新的定位方式。它由多个传感器同时接收检测终端如发射的信号，根据测量到的参数经过计算后对移动台进行定位估，可以提供物美价廉的定位服务。然而，现有无线传感网的定位系统容易受到各种干扰的影响，并在很多场景下定位精度不高而且成本很高。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提出一种定位精度高，成本低廉的无线传感网定位系统。本实用新型用于实现无线传感网中无线终端的精确定位，适用于各种复杂环境，是一种高精度实用化定位技术。

本实用新型的技术方案是：

一种无线传感网定位系统，所述系统包括无线终端、无线传感器系统和信息处理器，用于定位无线传感网中无线终端的精确位置，其特征在于其包括无线信号发射模块，无线传感器系统由多个传感器装置组成，每个传感器装置组成相同，传感器装置由无线信号接收模块、测信号时延模块、测信号到达角模块和信息无线传送模块构成，信息处理器由数据处理平台模块、定位计算模块和定位信息显示屏构成。所述无线信号接收模块接收来自无线信号发射模块发射出的无线电波信号，所述测信号时延模块的输入端连接在所述无线信号接收模块的第一输出端，测信号时延模块的输出端连接在信息无线传送模块的第一输入端，测信号到达角模块的输入端连接在所述无线信号接收模块的第二输出端，测信号到达角模块的输出端连接在信息无线传送模块的第二输入端，所述数据处理平台模块接收来自信息无线传送模块传送来的信号信息，所述定位计算模块的输出端连接至定位信息显示屏的输入端，定位计算模块的输入端连接至数据处理平台模块的输出端。

所述无线传感器系统可从接收无线终端发射出的无线电波信号中探测出无线终端的参数信息。无线终端周期性地发射线性调频基带信号经过加密和调制的无线射频信号，该发射周期为0.5秒。该线性调频基带信号有1024个时域抽样点(即其信号序列长度为1024)，具有很好的自相关性，其在无线传感器系统端也是已知的。所述无线传感器系统可由多个传感器装置组成，为了保证较高的精度和较低的成本，本实用新型采用2至5个传感器装置来实施。每个传感器装置工作流程、原理和硬件实施均相同，区别仅在于相当于无线终端它们放置在不同的物理地点，同时各传感器装置的物理位置已知。传感器装置的内部模块工作流程和原理说明如下。

所述无线信号接收模块对接收的无线射频信号进行解调和解密，然后将经过处理后的基带信号输入测信号时延模块，所述测信号时延模块应用相关计算进而得到该信号的到达时延。所述测信号时延模块的具体计算方法如下：

设测信号时延模块的输入信号时域表达式为z(n)，线性调频基带信号为C(n)，由于存在时延d，则z(n)＝C(n-d)+w(n)，其中w(n)为时域白噪声，n为时域抽样点变量。