危险环境下人员定位系统的研究与设计

论文摘要

人员定位系统是一种对人员进行身份识别及定位的系统。远距离射频通讯是人员定位系统研究的关键性问题。基于射频识别技术实现危险环境下人员定位研究具有重要的理论价值和推广应用价值。本文首先分析了危险环境下人员定位系统的体系结构,阐述了射频识别系统的组成及工作原理,研究了人员定位系统所需的远距离射频技术。然后,针对危险环境下人员定位系统对于远距离射频传输、低功耗设计以及人员身份识别与定位的要求,构建了危险环境下的人员定位系统。本文设计的系统由三部分组成:前端射频收发模块,基站管理模块和上位机监控软件。通过采用人员身份信息的射频传送,基站模块的区域性管理以及上位机软件的实时性监控,实现了对危险环境下人员进行监控和管理的目的。本文完成的主要设计工作如下:●分析了远距离射频传输技术,并运用nRF2401芯片设计了射频收发电路,实现了危险环境下人员定位系统所要求的信息远距离射频传输。●根据危险环境下人员定位系统对于低功耗的要求,运用S3C44BOX芯片及MSP430超低功耗芯片及接口电路,成功的设计了人员定位系统的硬件平台。●在人员定位系统硬件平台之上,通过移植uClinux操作系统,增强了系统的处理能力,提高了系统的性能。●根据系统的功能需求,进行了软件设计。最后,对于构建的危险环境下人员定位系统进行了测试。结果证明本系统能够有效的完成人员的身份识别及定位,实现了人员的自动化管理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 相关技术及研究现状
• 1.3 主要研究内容及结构安排
• 2 危险环境下人员定位系统及其关键技术
• 2.1 危险环境下人员定位系统简介
• 2.2 射频识别系统原理
• 2.3 远距离射频关键技术
• 2.4 小结
• 3 危险环境下人员定位系统平台的设计
• 3.1 危险环境对人员定位系统硬件设计的要求
• 3.2 射频模块硬件电路设计
• 3.3 基站模块硬件电路设计
• 3.4 uClinux操作系统的移植
• 3.5 小结
• 4 危险环境下人员定位系统软件设计
• 4.1 危险环境下人员定位系统软件概要设计
• 4.2 射频模块软件设计
• 4.3 基站模块软件设计
• 4.4 上位机监控程序设计
• 4.5 小结
• 5 系统测试
• 5.1 系统测试条件
• 5.2 系统测试
• 5.3 测试结论
• 6 总结和展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 存在的问题及对未来的展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间主要成果