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粽团桃柳,盈门共饮,把菖蒲、旋刻个人人。 ——宋 秦观失调名《端午》词断句
朱颜老去,清风好在,未减佳辰欢聚。趣腊酒深斟,菖蒲细糁,围坐从儿女。还同子美,江村长夏,闲对燕飞鸥舞。——宋 晁补之《永遇乐 端午》
中山孺子倚新妆,郑女燕姬独擅场。——《汴京元夕》
欲向海天寻月去,五更飞梦渡鲲洋。——《元夕无月》
玉漏银壶且莫催,铁关金锁彻明开。——《上元夜》
舣彩舫,看龙舟两两,波心齐发。奇绝。难画处,激起浪花,飞着湖间雪。画鼓喧雷,红旗闪电,夺罢锦标方彻。——宋 黄裳《喜迁莺 端午泛湖》
袨服华妆着处逢,六街灯火闹儿童。——《京都元夕》
小团冰浸砂糖裹,有透明角黍松儿和。 ——宋 张耒失调名《端午》词断句
五色新丝缠角粽,金盘送,生绡画扇盘双凤。正是浴兰时节动,菖蒲酒美清尊共。 ——宋 欧阳修《鱼家傲》
2、四时花竞巧,九子粽争新。
3、官衣亦有名,端午被恩荣。细葛含风软,香罗叠雪轻。
4、灵均死波后,是节常浴兰。彩缕碧筠粽,香粳白玉团。逝者良自苦,今人反为欢。
5、不效艾符趋习俗,但祈蒲酒话升平。鬓丝日日添白头,榴锦年年照眼明。
(唐)文 秀
节分端午自谁言,万古传闻为屈原;
堪笑楚江空渺渺,不能洗得直臣冤。
竞渡曲 刘禹锡
沅江五月平堤流, 巴人相将浮彩舟。灵均何年歌已矣, 哀谣振楫从此起。
杨桴击节雷阗阗, 乱流齐进声轰然。蛟龙得雨鬊鬣动, 螮蝀饮汀形影联。
刺史临流褰翠帏, 揭竿命爵分雄雌。先鸣余勇争鼓舞, 未至衔枚颜色沮。
百胜本自有前期, 一飞由来无定所。风俗如狂重此时, 纵观云委江之湄。
彩旗夹岸照蛟室, 罗袜凌波呈水嬉。典终人散空愁暮, 招屈亨前水东注。
七律·端午
(唐)殷尧藩
少年佳节倍多情,老去谁知感慨生;
不效艾符趋习俗,但祈蒲酒话升平。
鬓丝日日添白头,榴锦年年照眼明;
千载贤愚同瞬息,几人湮没几垂名。
竞 渡 歌(节录)
(唐)张建封
五月五日天晴明,杨花绕江啼晓鹰;
使君未出郡斋外,江上早闻齐和声;
使君出时皆有准,马前已被红旗引;
两岸罗衣扑鼻香,银钗照日如霜刃;
鼓声三下红旗开,两龙跃出浮水来;
棹影斡波飞万剑,鼓声劈浪鸣千雷;
鼓声渐急标将近,两龙望标目如瞬;
坡上人呼霹雳惊,竿头彩挂虹霓晕;
前船抢水已得标,后船失势空挥挠。
五月五日
(北宋)梅 尧 臣
屈氏已沉死,楚人哀不容。
何尝奈谗谤,徒欲却蛟龙。
未泯生前恨,而追没后踪。
沅湘碧潭水,应自照千峰。
乙卯重五诗
(南宋)陆游
重五山村好,榴花忽已繁。
粽包分两髻,艾束著危冠。
旧俗方储药,羸躯亦点丹。
日斜吾事毕,一笑向杯盘。
午日处州禁竞渡
(明)汤显祖
独写菖蒲竹叶杯,蓬城芳草踏初回。
情知不向瓯江死,舟楫何劳吊屈来。
七 律·端午
老 舍
端午偏逢风雨狂,村童仍着旧衣裳;
相邀情重携蓑笠,敢为泥深恋草堂;
有客同心当骨肉,无钱买酒卖文章;
当年此会鱼三尺,不似今朝豆味香。
2、端午节我端着五件礼物送给你:吃粽子,运气一纵再纵;挂葫芦,福禄尽收集;系五彩绳,生活五彩缤纷;喝雄黄酒,事业辉煌长久;戴香包,香甜将你抱。
3、端午将至,粽香千里;鹤起湖湘,衔粽而飞;用真诚的心把平安幸福包成一个大粽子送给您及家人,祝端午节安康。
4、粽子提前送,礼轻情意“粽”!愿德高望“粽”的你,“粽”是平安,“粽”是快乐,“粽”是健康,“粽”是幸福,“粽”是好运!提前祝你端午节快乐!
5、端午节朋友的祝福悄然送至,愿你事业像龙舟一样快进,家庭像香包一样温馨,个性像粽叶一样飘逸,气势像雄黄一样劲霸,快乐像糯米一样粘上就不掉!
6、让平安坐上开往秋天的地铁,让快乐与你不见不散,让健康与吉祥一个都不能少,让温馨和幸福没完没了,祝端午节,吃多、福多、喜事多、多、多!
7、每到端午节,秭归人都要用自己特有的方式纪念屈原,端午诗会吟屈原、赛龙舟纪念屈原、举行仪式公祭屈原,此外还有挂艾蒿、插菖蒲、吃粽子、饮雄黄酒等。
8、米饭和包子打群架,米饭仗着人多势众,见包子就打,豆沙包、糖包、蒸饺无一幸免。粽子被逼到死角,情急之下把衣服一撕,大叫:看清楚,我是卧底!
9、端午节快到了,别忘了挂艾叶饮黄酒佩香囊,当然最重要的,是要多吃点粽子,呵呵!
关键词:定位TDOA;变频反射;TOA
中图分类号:TP212.9 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2011) 04-0000-02
Short-range High-precision Wireless Location Methods Research and Implementation
Li Shu
(Sichuan Leshan Vocational Technical College,Leshan614000,China)
Abstract:The node location as a key technology of wireless sensor networks has become a hotspot at home and abroad.Firstly,in today’s wireless location technology introduced,the existing technology in the short-range positioning accuracy is not enough.And ranging technology for positioning both proposed to improve the correlation based TDOA signal ranging programs and TOA based on the signal frequency ranging program of reflection.Then these two programs were simulated to discuss their respective advantages and disadvantages.Came to the conclusion of the TOA based on the signal frequency ranging program of reflection is more suitable for wireless short-range high-precision positioning system of the conclusions.
Keywords:TDOA location;Frequency reflection;TOA
无线传感器网络被评为对21世纪产生巨大影响力的技术之一,其应用遍布生活各个层面,特别在国防和重大灾害事件监测等领域。节点定位技术是无线传感器网络应用的关键支撑技术,在目标的定位和跟踪以及提高路由效率等方面都发挥着重要的作用。它能够间接提升无线Ad hoc网络路由的有效性;利用基于节点位置的网络协议,能够进一步减少网络节点的数量。因此,定位算法的研究对传感器网络的有效性起着关键作用。目前,户外系统中使用较为广泛的有全球定位系统(GPS,Global Positioning System),但是GPS系统不适合用于无线传感网络。基于测距的定位算法对节点硬件配置的要求比与距离无关的算法要高,但其定位精度优于与距离无关的算法,因此更适合短距离(0~100米)定位精度要求较高的环境。针对短距离高精度的定位环境本文提出基于TDOA和TOA的定位算法的两种定位方案,并对这两种方案进行仿真测试。
一、基于测距的定位方案研究
(一)基于信号相关性的TDOA定位方案
利用信号的相关性间接可以得到两信号到达时间差。对两端接收机接收到的基带信号进行异或。异或信号与两信号到达的时间差相关,时间差的不同直接导致异或信号脉宽不同。但是,在10米测距的范围内,异或信号的脉宽在0-300ns之间,对这样的单个信号的测量在硬件上是几乎无法实现的。通过对多个异或信号积分,积分值的大小对应异或信号的脉宽,可以得到信号到达时间差,从而得到移动节点的位置信息。
(二)方案设计及仿真
基于接收信号相关性的TDOA定位系统结构如图1所示。
测距过程:
1.移动节点D向接收机A和B同时发射n个周期的数字调制波。2.接收机A、B接收D的信号、解调,然后将解调的数字信号通过有线方式发送到计算中心C。3.计算中心C用CPLD对接收的两路信号进行异或,产生n个窄脉冲,并判断A、B信号到达的信后顺序。4.积分器对n个异或窄脉冲进行积分。5.单片机根据积分值计算A、B接受的信号的时间差,进而计算D的位置。
本文采用SystemView平台对系统进行仿真。在信道中引入功率谱密度为n0的加性高斯白噪声。对A、B接收的基带信号异或后积分,根据不同的积分值可以得到A、B接收的信号时间差,即移动节点发送信号到达接收机A、B的时间差。实验分别引入噪声功率谱密度为50×10-15 W/Hz和100×10-15 W/Hz和加性高斯白噪声,分别对5、10、100个周期的异或信号进行积分,最后根据积分值计算A、B的时间差。测试结果表明,该系统的理论测距精度在1米以内。通过不同噪声环境下的仿真结果可见在噪声比较大的时候误差也比较大。在同一噪声环境下,时间差越长,信噪比越低,因而误差越大。
三、基于变频反射的TOA定位方案
(一)原理概述
TOA是最直接的无线定位技术。基于信号到达时间定位的基本方法是测量基站到移动终端发射信号的时间进而计算移动终端到基站的距离。图2给出了TOA测距的原理图。
基站发射电磁波,同时开始计时,电磁波在空中传播后,移动终端接收到电磁波,同时停止计时。计时结果是电磁波从发射机到接收机所传播的时间 。于是,发射机到接收机之间的直线距离L可以用公式(1)求得: (1)
其中, 是电磁波在空中传播速度,它接近真空中光速,约为 。
如果能够精确得到 ,就能够对移动终端精确测距。由于电磁波在的传播速率非常快,仅需300多纳秒即可传播100米的距离,所以要在短距离中实现精度小于1米的精确定位,需要能够达到3个纳秒的分辨率。
另一方面,采用传统TOA定位方案要求基站和移动终端严格时间同步。利用协议通信能够实现移动端与基站保持同步,然而,大多数同步技术产生的同步误差在几微秒到几十微秒之间[5]。1μs的同步误差会产生三百米的定位误差,因此利用协议同步可行性非常低。
本文提出利用电磁波“反射”测距的方案。基站控制信号的收发以及计时器的开始和结束。移动端收到电磁波后再回传电磁波,当基站接收到回传的电磁波后立即停止计时。通过计时得到的值t能够得到两端的距离L。 (2)
其中,t0是电磁波在移动终端内部的延时,它包括电磁波在经过滤波、低噪声放大、解调等内部电路处理的延时。通常,对固定的电路、特定的调制方式的无线信号,t0可以认为是一个常量。
移动终端需要判断是否已经接收到无线信号,就要求无线信号中具有调制的信息,并且对该信息进行解调。假设在信号中调制500kpbs的信息,接收到1bit信息需要2μs。同样,对于短距离测距来说2μs是无法接受的,且其波特率的误差直接影响到测量误差。为了把这个误差消除,提高定位精度,本文提出了变频反射的思想,解决了这个问题。图3给出了基于变频反射的TOA系统方案图。
在计时端,单片机控制计时的开始以及信号的发射。移动端不对信号进行解调,仅对信号进行变频处理,仍然保持着原有的调制方式,因此可以看作把无线信号直接“反射”回去。这种基于反射思想的处理,使得信号在移动端处理的不确定延时降到了最低程度,增加了信号在空中的传输延时占总延时的比重,从而极大地提高了定位精度。计时的控制放在同一端,也可以回避同步的问题。
(二)方案设计及实验仿真
系统由基站、移动终端组成。基站控制信号的收发以及计时器的开始和结束。
测距过程:
1.基站开启计时器,同时发射频率是433MHz的OOK信号。2.移动终端由接收433M射频信号,然后与118MHz本地振荡混频,实现对基站信号的变频。变频后产生频率为315MHz的OOK信号。3.移动终端发射变频后的信号,完成信号的“反射”。4.基站接收移动终端的射频信号,解调,同时停止计时器。
在一维巷道模型中,多径等因素是不能忽略的,可能会造成测距的误差。本文采用SystemView平台对系统进行仿真,考虑了多径因素并对传输信道引入加性高斯白噪声。从仿真结果表明接收信号的信噪比在一定程度上影响测试结果的误差。为了减小误差,需要研究一种更精确的信号到达判断方法,或者更换一种调制方式,使其判断信号到达的时间受信噪比影响较小。
三、总束结
TDOA测距方案将测量两个接收机信号时间差的问题转化成测量两信号异或积分值的问题。有效的解决了同步难以实现和时间测量精度低的困难。理论精度比较高,但是当移动终端在两接机中间及附近时,则无法准确测距。在实际情况中,由于温度湿度的影响易对积分器引入而外的误差,且误差是不可预测的。而且系统通过有线进行数据的传递,降低了系统的安全性,鲁棒性,布设成本高。在TOA测距方案中基站同时控制信号的发射以及计时器的开始和停止,能够有效的解决TOA中同步的问题。移动终端将基站信号变频后反射给基站,极大地减少了信号在非传播过程中的延时。计时芯片的高分辨率和双时钟保障了测时精度。该方案的误差主要由移动端的本地振荡信号初始相位不可预测和OOK信号解调误差引起。理论测距精度比TDOA测距方案低一些。综上所述,TOA的测距方案更适合短距离的无线测距系统。通过提高接收信号的信噪比或者探索其它的调制方式以减小信噪比对误码率的影响,能够进一步提高系统的测距精度。
参考文献:
[1]孙利民,李建中,陈渝,朱红松.无线传感器网络.北京:清华大学出版社,2005,5
[2]段渭军,王建刚,王福豹.无线传感器网络节点定位系统与算法的研究和发展[J].信息与控制,2006,35(2):239-245
[3]孙佩刚,赵海,罗玎玎,张晓丹,尹震宇.智能空间中RSSI定位问题研究[J].电子学报,2007,35:1240-1245