嵌入式大作业

发布 2022-10-21 06:00:28 阅读 6068

【摘要】:结合日常生活的需要,提出并设计一种基于嵌入式电磁传感器以及zigbee网络的适应于未来生活、解放双手的跟踪设备,该设备具有跟踪特定目标并随之移动的功能,拓展应用丰富。本文从设计思路、实现方法、数学理论以及具体的软件和硬件五个方面对该系统的研究和分析做了详细的介绍说明。

该方法采用cc2430芯片构建了zigbee网络,利用电磁传感器从现场环境获取相关参数,实现跟踪设备所需要的参数传递。本文还对该设备的应用和功能做了构想与介绍。

【关键词】:距离传感器、zigbee网络、多功能跟随设备、运动目标检测与跟踪 、cc2430

现代生活日益丰富,越来越多的科技创新都旨在使人们的生活更加轻松便利。因此我们提出并设计一种基于嵌入式电磁传感器以及zigbee网络的适应于未来生活、解放双手的跟踪设备,该设备的初步应用构想是作为一个私人可跟踪移动容器,通过一个佩戴在人身上的小型终端,实现人与设备的一对一匹配。我们可在自己的iphone上安装相应控制软件,以控制该设备的电源开启、电源关闭,设置设备与人的安全距离和报警距离,以及控制容器仓门的解锁和打开。

此容器可解决在我们外出购物或者上学时不想手提重物的困扰,实现双手的解放。在科技改变生活的今天,它有着非常乐观的应用前景。

一、 系统功能和特点。

二、 系统的总体架构。

三、 算法设计与分析。

一个rssi设备接收设备可以测量距离,但如果想同时测量与自己的角度,我们的想法是在接收端安装两个接收设备,算出与两个接收端的距离,根据余弦定理,算出角度。

两个蓝色的圆是两个接收设备,红色圆是发射设备,两个接收设备接收到的信号强度(rssi)分别用rssi1, rssi2表示。

根据如下公式可得d1和d2。

其中,n和a都是常数,它们在不同地区和不同的天气下都有不同值。所以,使用前,要先对其进行测量校准。

确定方法:

1. 在空旷的地方,用绳子和粉笔,画出几个已知半径同心圆。选取的半径要合适,图上仅供参考。

2. 对每个圆,可以在圆上以合适的间隔取多个点(最好多取,如10-20个),分别测出其rssi值。对于所获取的rssi值进行分析,可以用剔除异常数据再求平均值的方法确定rssi值,这样可获取到一组(r, rssi)组合。

3. 对不同半径的圆,如七八个半径的圆,采用与②相同的方法获取到多组(r, rssi)。

4. 用最小二乘法确定n, a。matlab可以直接求出。

这种方法确定n和a的特点:

1. 这种方法取之于实际,用之于实际,相对于默认值的盲目性,来的更靠一些。

2. 由于天线的各向效应,对于同一半径测得的多个数据,一定要做详细分析,认真剔除。

3. 半径取值要合理,个数要足够多。

这样,问题就简化为如下数学问题:

已知d1, d2, d,求l与θ的值。

联立(1)(2)(3)可得。

我们的目标是让小车正对人,而正对时,该三角形是一等腰三角形,即d1与d2相等。调整角度,至d1与d2相等即可。如下所示:

四、 系统硬件设计。

五、 系统软件设计。

1. 软件设计方案。

2. 软件设计优化方案。

六、 团队分工。

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