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《中北大学》 2008年
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基于无线传感器网络的声源定位系统研究与实现

靳东怀  
【摘要】: 近年来,随着微机电系统(MEMS)技术、嵌入式计算技术和无线通信技术的日益成熟,引发了无线传感器网络的概念。无线传感器网络被认为是21世纪最重要的技术之一,在国防、环境监测、医疗卫生、反恐抗灾等领域有着广阔的应用前景。 本文研究并实现了基于无线传感器网络的声源定位系统,首先设计了无线传感器节点硬件平台,从主要芯片的选择到电路的设计进行了深入的分析,给出了数据处理单元、无线收发单元、信号采集单元三部分电路的实现原理。其次对声音信号的采集处理技术进行了深入研究,分析了影响信号采样频率的相关因素,采用滑窗平均法实现了信号的平滑滤波,提出了信号后期处理的相关流程和方法。最后分析了TPSN时间同步算法存在的问题,并给出了问题的解决方法,在此基础上提出了改进型TPSN算法,研究了基于组件结构的TinyOS操作系统,并实现了该时间同步算法。提出了声源定位算法,推导了平面内定位声源的方程组求解过程。开发了数据处理终端软件,实现了声源定位算法。对实验数据进行了分析。验证了算法的可行性。
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP212.9;TP274

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张志勇;基于嵌入式Linux的分布式声音定位系统的研究[D];北京邮电大学;2011年
2 胡林;瞬态场无线传感器网络关键技术研究[D];南京理工大学;2011年
3 梁玉琴;无线传感器网络声学目标监测与定位关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张丽霞;汪文勇;李炯;;无线传感器网络的目标定位问题研究[J];电子科技大学学报;2006年02期
2 王秀梅,刘乃安;利用2.4GHz射频芯片CC2420实现ZigBee无线通信设计[J];国外电子元器件;2005年03期
3 徐朝农;赵磊;徐勇军;李晓维;;无线传感器网络时间同步协议的改进策略[J];计算机学报;2007年04期
4 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
5 马祖长,孙怡宁,梅涛;无线传感器网络综述[J];通信学报;2004年04期
6 金永福,王黎钦;一个无线数据采集系统的设计与实现[J];现代电子技术;2004年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭宇;吴成东;郑君刚;;基于ZigBee技术智能家居无线报警系统设计[J];安防科技;2007年04期
2 何文德;杨凤年;刘光灿;;无线传感器网络在文物保护中的应用[J];安防科技;2007年07期
3 黄布毅;何超前;李冬富;石军;;基于无线传感器网络的家庭安防报警系统设计[J];安防科技;2008年03期
4 郑君刚;吴成东;刘大任;韩中华;白亮;;基于无线传感器网络技术智能家居报警系统设计[J];安防科技;2008年05期
5 刘海波;邹涛;翁哲;;无线传感器网络在执勤枪械定位中的应用[J];安防科技;2009年09期
6 张开风;胡艳军;许耀华;姜新红;仇乐乐;王福俊;高韦;丁胜建;;WSN与GPRS结合的远程图像等数据采集系统设计[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年04期
7 林丽萍;;无线传感器网络节点的研究与应用[J];安徽职业技术学院学报;2010年04期
8 余华;孙艳红;车银超;郭玉峰;;无线传感器网络在现代农业中的应用[J];安徽农业科学;2010年04期
9 岳青;张海辉;卢博友;;基于WSN的温室环境监测节点设计[J];安徽农业科学;2010年30期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张维勇;张芬;马学森;;基于IEEE802.15.4的一种分簇算法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 石为人;张阳;邓鹏程;;传感器网络局部时间同步协议研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 刘增力;李雯霏;龙华;朵琳;;能量相关DSR协议OPNET仿真及性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 ;Energy-Efficient Optimal Scheme Based on Mixed Routing in Wireless Sensor Networks[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 罗旭;柴利;杨君;;无线传感器网络TTSL迭代定位算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
7 何坚;方康玲;李晓卉;韩维;;基于无线传感器网络的涉密载体智能监管系统研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
8 陈传友;张在琛;;基于ADF7020-1的无线收发模块的设计与实现[A];2011年通信与信息技术新进展——第八届中国通信学会学术年会论文集[C];2011年
9 丁飞;马小铁;;LEACH协议在群体生理参数采集中的实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
10 于亮亮;刘刚;王俊;;基于IEEE802.15.4的温室环境信息采集系统[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张晋;无线传感器网络覆盖控制算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孙玉婷;基于柱形换能器的水下传感器网络组网协议研究[D];中国海洋大学;2009年
4 罗汉江;海洋监测传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 郭瑛;基于事件触发的无线传感器网络关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
6 周鹏;水下传感器网络海上试验平台的研究与设计[D];中国海洋大学;2010年
7 张书奎;无线传感器网络中信息分发的可靠性研究[D];苏州大学;2010年
8 刘昕;基于无线传感器网络的目标跟踪系统中的算法研究[D];华中科技大学;2010年
9 窦亚玲;基于直觉模糊集的多约束网络路由决策方法研究[D];华中科技大学;2010年
10 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶青;基于可信的无线传感器网络认证技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 谌业滨;无线传感器网络自身健康状态融合机制研究[D];南昌航空大学;2010年
3 高丽丽;大功率电动汽车多功能智能快速充电机的研究[D];山东科技大学;2010年
4 乔田田;无线传感器网络路由协议研究[D];山东科技大学;2010年
5 骆科学;基于ZigBee的无线传感器网络节点在矿井机车运输监控系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
6 彭慧;面向离散型制造业的嵌入式MES检测终端开发[D];浙江理工大学;2010年
7 闭启礼;水文传感器网络部署优化研究[D];郑州大学;2010年
8 张永琦;无线传感器网络中基于网关的分级簇算法研究[D];郑州大学;2010年
9 张磊;基于无线传感器网络的实验管理系统的设计与实现[D];郑州大学;2010年
10 刘兰涛;无线传感器网络中时间同步技术的研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贾云得,冷树林,刘万春,裴洪安;四元被动声敏感阵列定位模型分析和仿真[J];兵工学报;2001年02期
2 苏进;万江文;于宁;;无线传感器网络相对定位算法研究[J];传感技术学报;2007年12期
3 梁玉琴;曾庆化;刘建业;;基于UKF滤波的WSN节点定位研究[J];传感技术学报;2010年06期
4 王建亮;孟令军;;基于互相关时延估计算法的被动声定位系统设计[J];传感器与微系统;2009年03期
5 张文栋;马宝华;祖静;;瞬态波形测试系统的状态设计法[J];测试技术学报;1996年02期
6 刘海波;胡啸;贾浩;;无线传感器网络节点自身定位算法综述[J];电讯技术;2009年02期
7 王胜辉;律方成;张正平;李楠;;串行FLASH存储器AT45DB041与单片机的接口设计及应用[J];电测与仪表;2007年01期
8 曹学斌;赵双杰;郭向科;金凤杰;;基于TDOA方法的声被动目标定位系统设计[J];弹箭与制导学报;2006年S6期
9 龚舟;康烨;;基于Linux的通用视频音频采集系统的设计与实现[J];电脑知识与技术;2008年22期
10 代宏阳;唐宏;胡锡鹏;;无线传感器网络在军事中的应用研究[J];电脑知识与技术;2010年16期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 袁勇;无线传感器网络节能传输技术研究[D];华中科技大学;2005年
2 刘月阳;无线分布式网络中基于能量的路由算法和MAC算法研究[D];北京邮电大学;2006年
3 余义斌;传感器网络定位算法及相关技术研究[D];重庆大学;2006年
4 魏叶华;无线传感器网络中定位问题研究[D];湖南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵飞;基于WSN的APTS定位与组网研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 杨种山;小波分析及其在瞬态信号波至点检测与去噪中的应用[D];西安电子科技大学;2000年
3 周浩洋;基于麦克风阵列的声源定位方法研究[D];大连理工大学;2002年
4 张艳萍;14bit四通道瞬态波形记录仪的研究[D];中北大学;2005年
5 尹刚;短程无线通信在ITS不停车收费系统(ETC)中的应用[D];吉林大学;2005年
6 张晋业;新概念动态测试若干问题研究[D];中北大学;2006年
7 钱宇;无线传感器网络的传感器定位及其在军事上的应用[D];浙江大学;2006年
8 夏冰;嵌入式流水线型模数转换器的研究[D];兰州大学;2006年
9 陈红阳;基于测距技术的无线传感器网络定位技术研究[D];西南交通大学;2006年
10 朱俊;无线传感器网络定位算法的研究与实现[D];南京理工大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨泽军;王英龙;黄太波;;基于APIT的无线传感器网络三维定位算法[J];单片机与嵌入式系统应用;2012年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 敖俊宇;基于ZigBee的水质监测无线传感器网络的研究[D];南昌大学;2012年
【相似文献】
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1 石季英;李芳;刘建华;曹明增;;无线传感器网络中时间同步方法的研究[J];计算机仿真;2007年06期
2 高昆;赵晓辉;;智能雷场的无线传感器网络技术研究[J];无线电工程;2008年04期
3 田贤忠;陈长军;胡同森;;无线传感器网络时间同步概率误差研究[J];计算机应用研究;2009年06期
4 孙德云;沈杰;姜华;郑春雷;李宝清;;适用于带状无线传感器网络的快速同步方法[J];计算机工程;2010年07期
5 许娜;胡国林;张晓彤;宋红玲;;基于工业无线网络的协作时间同步协议[J];计算机科学;2010年09期
6 刘焱骊;沈斌;胡中功;李波;;无线传感器网络分簇低延时MAC协议[J];武汉工程大学学报;2008年04期
7 柳卫平;王培康;;一种基于分簇的无线传感器网络MAC协议[J];无线通信技术;2009年02期
8 田贤忠;龚婷;胡同森;;基于指数时延的无线传感器网络时钟同步估计[J];小型微型计算机系统;2009年11期
9 关新平;张晓静;刘志新;;基于分簇的低功耗多跳WSN时间同步机制[J];计算机工程;2010年09期
10 杨锐雄;唐智灵;;一种异构传感器网络时间同步的安全性研究[J];传感器与微系统;2009年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶雪;孙燕;;一种低能耗的时间同步扩散协议[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
2 汪付强;曾鹏;于海斌;;基于FTSP的高精度无线传感器网络时间同步协议的设计与实现[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第二分册)[C];2009年
3 郭旭斌;叶长城;王忆文;李辉;;基于无线传感器网络的室内定位系统[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
4 徐久强;卢锁;赵海;崔行兵;刘大鹏;;基于蚁群算法的无线传感器网络路由算法的研究[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
5 骆吉安;柴利;;无线传感器网络的滚动时域状态估计方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 曹芳菲;何文麟;陈红;;无线传感器网络中基于预测的Top-k监测(英文)[A];第二十五届中国数据库学术会议论文集(一)[C];2008年
7 龙昭华;李景中;蒋贵全;张林;;基于无线传感器网络的普适计算研究[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
8 任玲;唐昊;周雷;魏振春;;一种能量高效的无线传感器网络自适应传输方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 刘阳;杨晓春;王斌;于戈;李斌阳;;无线传感器网络中一种基于历史数据分组的感知查询技术[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2007年
10 马礼;唐长茂;;一种基于分簇的无线传感器网络数据存储管理系统[A];2010年第16届全国信息存储技术大会(IST2010)论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 温雅路;利用无线传感器网络提高地质灾害监测能力[N];人民邮电;2008年
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5 沈建苗 编译;理智部署无线传感网[N];计算机世界;2010年
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7 本报通讯员 朱琼琼;确保实现任务、时间同步过半[N];张家界日报;2011年
8 本报记者 赵建国;无线传感器网络改变未来世界[N];中国知识产权报;2011年
9 记者 魏东;我国时间同步系统技术达世界领先水平[N];科技日报;2011年
10 ;无线传感器网络供电获新援[N];计算机世界;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 张锋辉;无线传感器网络粮情监测组网研究[D];北京邮电大学;2010年
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6 谷雨;无线传感器网络中目标覆盖的研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 马永波;无线传感器网络精确动态定位及其安全性问题研究[D];吉林大学;2010年
8 罗丹彦;无线传感器网络能量高效组建关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
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10 李玉凯;无线传感器网络高能效可靠数据传输理论及应用研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹小佳;面向机械振动监测的无线传感器网络时间同步研究[D];重庆大学;2010年
2 高海燕;无线传感器网络时间同步优化算法的研究[D];太原理工大学;2011年
3 范波杰;无线传感器网络洪泛时间同步的研究和改进[D];浙江工业大学;2010年
4 靳东怀;基于无线传感器网络的声源定位系统研究与实现[D];中北大学;2008年
5 何春华;无线传感器网络时间同步技术研究[D];华南理工大学;2010年
6 曲祯钰;无线传感器网络中时间同步和定位技术研究[D];东北大学;2008年
7 李罗;电气设备在线监测的无线传感器网络时间同步及通信程序研究[D];重庆大学;2010年
8 李源源;无线传感器网络中时间同步和时隙分配算法研究[D];浙江大学;2011年
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10 刘禹辛;一种无线传感器网络的高精度时间同步方案[D];吉林大学;2011年
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