车间内无线传感器网络节点定位及信息管理技术研究

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本文的研究工作源于机车维修部门对机车零部件管理的需求。无线传感器网络具有低功耗、低通信速率、自组网等特点,能实现网络内节点无线定位。本文基于无线传感器网络,将无线定位技术与信息管理技术融合成无线定位管理技术,以满足制造业生产管理中对生产要素定位管理的需求。本文主要工作如下:(1)设计开发了基于CC2430的全功能节点和标签式节点两种定位设备硬件,用于构建定位系统、跟踪定位监控对象。对CC2430功耗控制相关API进行分析总结,设计定位标签的节电运行模式,提高了电池使用寿命。(2)实验测定了本定位系统的RSSI测距模型参数及有效测量距离。为了减小定位算法的定位误差,本文设计了一种基于距离加权的微粒群定位算法,在Matlab仿真环境下对该算法进行了对比分析,结果表明基于距离加权的微粒群定位算法的定位误差明显好于多边测距最小二乘法和Min-Max算法,较普通微粒群算法定位误差下降1.6%-12.8%。(3)设计开发了一套基于RSSI的定位系统的设备固件,规范了定位系统的串口数据格式,实现具有参考节点坐标设置、定位标签编码和工作休眠时间设定、RSSI和参考节点坐标信息自动获取功能的定位系统,解决了定位系统布置、定位信息获取、定位系统与上位机信息交换的问题。(4)设计开发了定位监控平台软件,形成了一套定位可视化、定位与信息管理结合的无线定位管理原型系统。本文研究结果表明:基于无线传感器网络的定位管理系统具有定位原理简单、定位区域拓展便捷、设备功耗低的特点,适用于厂区内的零部件定位及信息管理。本文工作拓展了信息管理技术的支撑领域,丰富了无线传感器网络技术在制造业的应用形式,有助于制造企业提高管理信息化水平和生产效率。
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