基于Zigbee技術(shù)的無線實時定位系統(tǒng)研究與設計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、全球衛(wèi)星定位服務已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪幸环N必不可少的通訊服務,但由于衛(wèi)星距離地面遙遠,信號微弱,要穿透墻壁等障礙物非常困難,導致目前的定位服務基本無法覆蓋到室內(nèi)。而隨著生活水平的提高,人們對精確個人定位的需求越來越高,如救護人員需要確切知道傷員在哪層樓哪個房間;顧客希望在大型商場內(nèi)準確找到商家甚至貨品的位置;礦工在井下通過定位系統(tǒng)進行逃生和營救等等。
  本文的重點就是要實現(xiàn)一種實用的室內(nèi)定位系統(tǒng),具備成本低、功耗小、定位精度高的

2、特點,同時要解決系統(tǒng)實現(xiàn)時可能遇到的定位范圍擴展、信號優(yōu)選、數(shù)據(jù)平滑等問題,為廣域定位系統(tǒng)提供補充,實現(xiàn)無盲區(qū)定位。
  本文的主要工作有三個部分:一、根據(jù)無線實時定位系統(tǒng)的實現(xiàn)原理,結(jié)合Zigbee無線通信技術(shù)的特點,分析定位算法的原理及工程設計;二、基于Zigbee技術(shù)的定位網(wǎng)絡的系統(tǒng)設計;三、設計并實現(xiàn)一套小型Zigbee無線實時定位系統(tǒng),并通過實際測試結(jié)果證明系統(tǒng)的可行性。
  要實現(xiàn)無線定位,首先要找到一個與距離相

3、關(guān)的系統(tǒng)參數(shù),在Zigbee系統(tǒng)中,就是接收信號強度,即RSSI。本文研究了基于RSSI的距離估算方法,并結(jié)合實踐,設計了RSSI的過濾算法,分析了算法常量的取值方法。而要構(gòu)建一套可實用的無線定位系統(tǒng),除了基本的定位算法的實現(xiàn)外,還需要對定位的系統(tǒng)進行優(yōu)化,因此,本文還研究設計了在實際應用中需要用到的一些優(yōu)化算法,包括為了提高計算精度而使用的信號優(yōu)選算法,為了擴充定位范圍的定位擴展算法,以及為了減少數(shù)據(jù)毛刺、增加定位準確性的數(shù)據(jù)平滑算法

4、等。
  在系統(tǒng)設計部分,主要研究了基于Zigbee技術(shù)的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的分類,并從這些拓撲結(jié)構(gòu)中選擇了最適于定位網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。同時,還對定位網(wǎng)絡的整個系統(tǒng)進行了架構(gòu)設計,包括架構(gòu)中的各組成部分的定義。
  為了進行最后的驗證,本文使用TI的集成電路芯片CC2430/CC2431設計實現(xiàn)了一套小型的無線定位系統(tǒng),可對測試節(jié)點的位置進行計算,并結(jié)合終端工具實時顯示測試節(jié)點的位置。在應用驗證階段,正是使用這套系統(tǒng)進行的驗證測試,

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