基于Zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的研究.pdf

1、隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，人們開(kāi)始意識(shí)到移動(dòng)物體位置信息的重要性，確定的位置信息帶來(lái)的相應(yīng)的服務(wù)得到重視，人們開(kāi)始大量的對(duì)無(wú)線定位的方法和算法進(jìn)行研究。而Zigbee技術(shù)作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種，因其低速率、低成本和低功耗的優(yōu)越性受到了人們青睞，在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也得到了大力推廣，同時(shí)其能滿足本文對(duì)定位系統(tǒng)的需求，所以選擇其作為解決方案。
　　本文介紹了國(guó)內(nèi)外無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀，說(shuō)明了選題的研究背景與

2、意義，設(shè)計(jì)了基于Zigbee的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)，包括對(duì)該定位系統(tǒng)的軟件與硬件的設(shè)計(jì)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位本質(zhì)上就是對(duì)盲節(jié)點(diǎn)的定位，本文采用的是基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示的方法來(lái)完成對(duì)盲節(jié)點(diǎn)的定位。該定位系統(tǒng)中包含三種類(lèi)型的節(jié)點(diǎn):參考節(jié)點(diǎn)、盲節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)。其中協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)是完成人機(jī)交互的核心部分，由一個(gè)CC2430芯片模塊構(gòu)成，盲節(jié)點(diǎn)采用的是內(nèi)置定位跟蹤引擎的CC2431芯片模塊，參考節(jié)點(diǎn)采用的CC2430芯片模塊并由人工部署在已知的位

3、置，參考節(jié)點(diǎn)與盲節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組網(wǎng)。
　　對(duì)兩種不同定位機(jī)制的定位算法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹:分別是基于距離和無(wú)需測(cè)距的定位算法。通過(guò)對(duì)幾種定位算法的比較，以及本文對(duì)定位系統(tǒng)低成本、低功耗、易實(shí)現(xiàn)等要求，選擇了基于RSSI的定位算法，并對(duì)RSSI定位算法進(jìn)行研究和分析，同時(shí)介紹了三種盲節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算方法。由于實(shí)際情形與理論的理想情況的不同，總會(huì)存在定位誤差，所以本文在原有的RSSI定位算法的基礎(chǔ)上，從測(cè)距階段和坐標(biāo)計(jì)算階段對(duì)RSSI定位算法進(jìn)行

4、改進(jìn)。在測(cè)距階段，引入了平均值模型和高斯濾波模型，從而減少了在測(cè)量中一些小概率、大干擾事件的影響，提高了測(cè)量值的準(zhǔn)確性;在坐標(biāo)計(jì)算階段，結(jié)合實(shí)際情形，對(duì)原有的三邊測(cè)量法進(jìn)行了改進(jìn)，以達(dá)到減小定位誤差的目的。進(jìn)行了Matlab仿真實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證改進(jìn)的定位算法的有效性。
　　最后利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的無(wú)線龍?jiān)O(shè)備搭建了基于Zigbee的定位系統(tǒng)，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到改進(jìn)的三邊測(cè)量法與另外兩種定位算法的對(duì)比結(jié)果