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無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)距技術(shù)

發(fā)布時(shí)間:2012/3/30 20:20:25 訪問(wèn)次數(shù):2061

    測(cè)距即測(cè)量?jī)蓚(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離,ADG451BRZ-REEL7 一般常采用物理信號(hào)測(cè)量方式,如無(wú)線電、聲波和磁場(chǎng)等。根據(jù)各種物理信號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn),常用的方法有到達(dá)時(shí)間(TOA)測(cè)量法、到達(dá)時(shí)間差(TDOA)測(cè)量法、到達(dá)信號(hào)強(qiáng)度(RSS)測(cè)量法等。下面首先介紹測(cè)距中用到的基本術(shù)語(yǔ)。
    ①接收新信號(hào)強(qiáng)度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI):節(jié)點(diǎn)接收到無(wú)線信號(hào)的強(qiáng)度的大小,稱為接收信號(hào)的強(qiáng)度指示。
    ②到達(dá)角度( Angle  of Arrival,AOA):節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)相對(duì)于自身軸線的角度,稱為信號(hào)相對(duì)接收節(jié)點(diǎn)的到達(dá)角度。
    ③視線( Line  of Sight,LOS)關(guān)系:兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間沒(méi)有障礙物間隔,能夠直接通信,稱為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間存在視線關(guān)系。
    ④非視線(NLOS,no LOS)關(guān)系:兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在障礙物。
    接下來(lái)詳細(xì)介紹一些測(cè)距方法。
    1.到達(dá)時(shí)間( Time of Arrival,TOA)測(cè)量法
    已知物理信號(hào)的傳播速度v,根據(jù)信號(hào)的傳播時(shí)間f來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)間酌距離,即距離d:=yxt,這種方式也是最易想到的。但是此方法要求進(jìn)行通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間必須高度同步,否則會(huì)產(chǎn)生誤差,這同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)的硬件提出了更高的要求。
    2.到達(dá)時(shí)間差(Time Difference of Arrival,TDOA)測(cè)量法發(fā)送節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)射兩種不同速率的無(wú)線信號(hào),接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)兩種信號(hào)的時(shí)間到達(dá)差和速率,計(jì)算這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離,如圖4-1所示。節(jié)點(diǎn)A在死時(shí)刻同時(shí)發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)和超聲波信號(hào),節(jié)點(diǎn)B分別記錄這兩種物理信號(hào)的到達(dá)時(shí)間乃和疋,已知無(wú)線射頻信號(hào)和超聲波的速率分別為Vl,V2,設(shè)兩節(jié)點(diǎn)之間的距離為d,則可以進(jìn)行如下計(jì)算:

                   
    
    該方法測(cè)距精度高誤差小,由于要發(fā)射不同的信號(hào),因此它不僅對(duì)硬件要求很高,而且能耗也比較大。

                

    測(cè)距即測(cè)量?jī)蓚(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離,ADG451BRZ-REEL7 一般常采用物理信號(hào)測(cè)量方式,如無(wú)線電、聲波和磁場(chǎng)等。根據(jù)各種物理信號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn),常用的方法有到達(dá)時(shí)間(TOA)測(cè)量法、到達(dá)時(shí)間差(TDOA)測(cè)量法、到達(dá)信號(hào)強(qiáng)度(RSS)測(cè)量法等。下面首先介紹測(cè)距中用到的基本術(shù)語(yǔ)。
    ①接收新信號(hào)強(qiáng)度指示(Received Signal Strength Indicator,RSSI):節(jié)點(diǎn)接收到無(wú)線信號(hào)的強(qiáng)度的大小,稱為接收信號(hào)的強(qiáng)度指示。
    ②到達(dá)角度( Angle  of Arrival,AOA):節(jié)點(diǎn)接收到的信號(hào)相對(duì)于自身軸線的角度,稱為信號(hào)相對(duì)接收節(jié)點(diǎn)的到達(dá)角度。
    ③視線( Line  of Sight,LOS)關(guān)系:兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間沒(méi)有障礙物間隔,能夠直接通信,稱為兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間存在視線關(guān)系。
    ④非視線(NLOS,no LOS)關(guān)系:兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在障礙物。
    接下來(lái)詳細(xì)介紹一些測(cè)距方法。
    1.到達(dá)時(shí)間( Time of Arrival,TOA)測(cè)量法
    已知物理信號(hào)的傳播速度v,根據(jù)信號(hào)的傳播時(shí)間f來(lái)計(jì)算節(jié)點(diǎn)間酌距離,即距離d:=yxt,這種方式也是最易想到的。但是此方法要求進(jìn)行通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間必須高度同步,否則會(huì)產(chǎn)生誤差,這同時(shí)對(duì)節(jié)點(diǎn)的硬件提出了更高的要求。
    2.到達(dá)時(shí)間差(Time Difference of Arrival,TDOA)測(cè)量法發(fā)送節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)射兩種不同速率的無(wú)線信號(hào),接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)兩種信號(hào)的時(shí)間到達(dá)差和速率,計(jì)算這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離,如圖4-1所示。節(jié)點(diǎn)A在死時(shí)刻同時(shí)發(fā)射無(wú)線射頻信號(hào)和超聲波信號(hào),節(jié)點(diǎn)B分別記錄這兩種物理信號(hào)的到達(dá)時(shí)間乃和疋,已知無(wú)線射頻信號(hào)和超聲波的速率分別為Vl,V2,設(shè)兩節(jié)點(diǎn)之間的距離為d,則可以進(jìn)行如下計(jì)算:

                   
    
    該方法測(cè)距精度高誤差小,由于要發(fā)射不同的信號(hào),因此它不僅對(duì)硬件要求很高,而且能耗也比較大。

                

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