基于TinyOS的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是嵌入式系統(tǒng)、無線通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微機電系統(tǒng)等學(xué)科互相融合、滲透而產(chǎn)生的新技術(shù),是一種集數(shù)據(jù)采集、無線通信、數(shù)據(jù)處理于一體的新型分布式自組織數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵技術(shù)之一,是一種根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中少數(shù)已知位置的節(jié)點,來確定其它未知位置節(jié)點的定位技術(shù)。
　　目前大部分對節(jié)點定位的研究還局限在理論上,本文從實用性出發(fā),搭建一套小型無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng),通過對現(xiàn)有定位技術(shù)的比較,結(jié)合實際的應(yīng)用

2、環(huán)境,選擇基于RSSI(Received Signal Strength Indicator)的質(zhì)心算法作為系統(tǒng)定位基礎(chǔ)。設(shè)計了以CC2430芯片為核心的傳感器節(jié)點,該芯片內(nèi)置8051內(nèi)核和CC2420射頻模塊,完美支持IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)、ZigBee等協(xié)議和TinyOS等操作系統(tǒng),只需搭載少量的外圍電路就能實現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)的采集與無線傳輸。本文詳細(xì)介紹了CC2430節(jié)點晶振、復(fù)位、供電、RS232通信、Debug接口、按鍵控制

3、與射頻收發(fā)等電路的設(shè)計過程。
　　為了高效地對有限的節(jié)點資源進行管理,論文使用TinyOS作為運行于CC2430節(jié)點的嵌入式操作系統(tǒng)。在充分分析TinyOS系統(tǒng)架構(gòu)、調(diào)度機制、核心模塊、編譯移植過程后,針對定位系統(tǒng)中三種不同功能的節(jié)點,分別編寫了TinyOS程序,經(jīng)過調(diào)試實現(xiàn)了對RSSI的采集與傳輸,通過實驗確定了對數(shù)-常態(tài)路徑衰減模型的參數(shù),并在Matlab中驗證了基于RSSI的質(zhì)心算法定位可行性。
　　為了對區(qū)域中節(jié)點的

4、分布情況實時監(jiān)測,本文設(shè)計了基于Qt的定位監(jiān)控軟件,實時對未知節(jié)點的位置進行跟蹤與記錄,軟件通過串口接收網(wǎng)關(guān)節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)包,提取節(jié)點ID、RSSI等重要信息,使用三邊測量法求得未知節(jié)點坐標(biāo),并繪制出定位區(qū)域中節(jié)點分布狀況。最后在實驗室環(huán)境下對整個定位系統(tǒng)進行了測試,實驗結(jié)果表明本文所設(shè)計的定位系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)基本定位,平均定位精度不超過10％,滿足本系統(tǒng)的性能指標(biāo),適用于大部分定位場景,為進一步實現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位跟蹤應(yīng)用提供了保障,具