文档介绍：浙江大学信息与电子工程学系
硕士学位论文
人体运动参数无线采集系统的研究与设计
姓名:潘新春
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:金文光
20100101
摘要基于传感器、图像处理的人机三维交互技术是国内外研究的热门领域,然而目前大多数的研究是采用有线的方式传输人体运动感知数据,这给用户的使用带来了不少麻烦。本课题提出了采用无线方式采集人体运动参数,而本论文所做的工作就是系统前端的数据采集系统,目的是将传感器节点的运动感知数据汇集到节点。系统中共有三种节点:传感器节点、簇头节点、节点,传感器节点采集人体运动参数;簇头节点接收、处理并转发传感器节点数据;节点接收簇头节点转发的传感器节点数据并将数据转发给机。对三种节点分别进行软硬件设计之外,文中主要对系统通信协议的设计进行了详细的阐述,同时对无线传感器网络重要支撑技术之一的时间同步机制进行了重点的研究与设计。通信协议的设计应尽量降低网络能耗,而本系统中只需要考虑传感器节点的能耗问题。同时,协议设计应尽量降低系统丢包率,丢包率将是衡量该协议好坏的重要指标。系统组网及通信过程简单如下:一、节点初始化,节点周期性地发送信标信号;二、簇头节点根据节点的信标信号加入网络,然后周期性地发送簇头信标信号及转发传感器节点数据;三、传感器节点根据簇头信标信号加入网络,然后周期性地采集数据并发送给簇头节点。实验结果表明,该通信协议下,传感节点具有较小的能耗,系统具有较低的丢包率。好的时间同步机制能提高通信协议的性能,根据本系统的特性,本文中提出了一种基于虚拟时间戳的时间同步算法,算法原理如下:父节点周期性地发送信标信号,发送两连续信标信号的时间差值等于父节点的周期。子节点接收该信号并记录相应的接收时刻值,子节点的周期应该等于两连续信标信号接收时刻值的差值,如果不相等,则对子节点的周期进行相应调整。实验结果表明,该时间同步机制下,系统具有较好的同步性能。关键词:人体运动参数;无线传感器网络;通信协议;信标信号;时间同步机制浙江大学硕士学位论文
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台乏学位敝储张务垆鳓期:⋯年岁月夕日》缈签字日期:易曷拊孪θ签字嗍:羽衅乡月夕日浙江大学研究生学位论文独创性声明学位论文版权使用授权书表或撰写过的研究成果,也不包含为获得浙江太堂或其他教育机构的学位或逝塑太堂构送交本论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权逝婆太堂本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解有权保留并向国家有关部门或机可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者签名:导师签名:
致谢时光飞逝,转眼间两年半的研究生涯已接近尾声。在此,我首先要特别感谢我的导师金文光老师。金老师工作踏实、治学严谨、经验丰富、学识渊博,在平时的工作中经常身体力行并对学生进行孜孜不倦的教导,在学习和生活上进行悉心的关心和照顾。本论文从拟题到定稿,都是在金老师的严格要求和悉心指导下完成的。每一个项目的顺利进行都有金老师的一份汗水,金老师求是、求实的工作作风使我获益匪浅。感谢师兄胡锴亮,师姐张慧芳,在我刚开始做项目显得一头雾水的时候,是你们给了很多指导和帮助。感谢同学唐少华,在程序及板图碰到问题时,你给了我很多帮助。感谢师弟周冬鑫,本项目的顺利完成有你的一份功劳,跟你一起做项目的过程中使我学到了很多。最后,我要深深地感谢的父母,感谢你们对我辛勤的培育,感谢你们对我无私的关爱,你们永远是我工作、学习、生活中的最大动力。谨以此文献给所有帮助过我的人们。月于求是园潘新春浙江大学硕士学位论文
髀课题研究的目的和意义多通道人机交互是目前人机交互技术的研究热点,其中人体关键节点的运动参数获取是人机交互技术中重要的研究内容。然而目前大多数的研究是采用有线的方式传输人体运动感知数据,这给用户的使用带来了不少麻烦,本课题中提出采用无线方式采集人体运动参数。传统的数据采集系统是以有线的形式连接采集端和控制端,数据分析处理多数在工控机及机上实现,存在布线复杂、开发周期长等问题。近年来随着传感器技术、嵌入式计算、微机电系统、网络及无线通信、分布式信息处理等技术的飞速发展,出现了一种全新的信息获取和处理模式一一无线传感器网络。无线传感器网络,【渴怯纱罅康耐本有数据采集、无线通信、信息处理及协同工