基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的節(jié)點設計與定位研究.pdf

1、隨著無線傳感器網(wǎng)絡向著廉價性、智能性、多功能性趨勢發(fā)展以及短距離無線通信技術ZigBee的日趨成熟,設計出一種靈活高效、可擴展性和兼容性并存的低功耗節(jié)點軟硬件體系結構并實現(xiàn)其定位成為一個從理論到實踐都需要進行大量研究并且很有價值的選題。
　　本文首先從基礎的角度出發(fā),介紹和分析了課題研究的相關理論背景,包括無線傳感器網(wǎng)絡的體系結構、網(wǎng)絡拓撲結構、節(jié)點設計原則,以及ZigBee技術特點、ZigBee協(xié)議棧各層基本功能。
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2、著,以理論知識為出發(fā)點,遵循無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計基本原則,設計出以ATmega128L為處理器和CC2420為射頻芯片的傳感器節(jié)點核心硬件,同時完成了處理器模塊、無線通信模塊、電源模塊以及節(jié)點嵌入式操作系統(tǒng)TinyOS的各模塊驅(qū)動設計,使用nesC語言編寫節(jié)點數(shù)據(jù)收發(fā)程序,實現(xiàn)節(jié)點間可靠通信。
　　再次,為實現(xiàn)所設計節(jié)點的精確定位能力,分析研究多類定位算法,提出一種基于貝葉斯概率統(tǒng)計模型的改進RSSI節(jié)點定位算法。該算法首先通過

3、貝葉斯概率統(tǒng)計模型過濾掉部分信號強度接收值以獲得更為精確的信號強度分布信息,再利用三角形質(zhì)心算法求出節(jié)點坐標,最后通過對坐標數(shù)值進行多次迭代求精運算后獲得穩(wěn)定坐標。仿真結果表明,該算法不僅定位精度與穩(wěn)定性較傳統(tǒng)RSSI算法相比有較大提高,而且在錨節(jié)點比例較低時,算法表現(xiàn)依然良好。
　　最后,結合無線傳感器網(wǎng)絡的應用發(fā)展方向與改進算法適用領域,提出基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡的井下人員定位系統(tǒng)場景規(guī)劃與節(jié)點部署方案,體現(xiàn)本文研究工