基于ZigBee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks，WSNs)相關(guān)領(lǐng)域的理論知識的迅猛發(fā)展，無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)在森林防火、環(huán)境監(jiān)測和軍事國防得到廣泛的應(yīng)用。然而在各個環(huán)境中，由于環(huán)境的復(fù)雜性、節(jié)點發(fā)射功率的限制、電磁波的干擾和通信距離的影響，這將會嚴(yán)重影響RSSI值的準(zhǔn)確性，從而影響定位的精度。因此如何使無線傳感網(wǎng)路更好的適應(yīng)不同的環(huán)境、消除其它因素對定位的影響，這對無線傳感網(wǎng)絡(luò)定位有重要的作用。
　　本文在研究

2、大量的文獻(xiàn)資料和傳感器節(jié)點設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過IAR和AltiumDesigner軟件設(shè)計了無線傳感節(jié)點的硬件平臺和軟件平臺。硬件平臺由液晶顯示模塊、按鍵模塊等，射頻TI CC2520模塊等組成。軟件平臺設(shè)計包括未知節(jié)點軟件設(shè)計、參考節(jié)點軟件設(shè)計和網(wǎng)關(guān)節(jié)點軟件設(shè)計。并從理論模型和實測模型進(jìn)行定位系統(tǒng)平臺搭建，為后續(xù)在不同環(huán)境下的實測實驗打下基礎(chǔ)。
　　針對傳統(tǒng)靜態(tài)權(quán)重定位算法無法得到準(zhǔn)確的定位精度，本文給出一種基于RSSI的自適應(yīng)權(quán)

3、重定位算法。RSSI值的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到定位的準(zhǔn)確性，而RSSI測距容易受環(huán)境、通信距離等影響影響，針對這個問題本文給出RSSI測距優(yōu)化算法。首先將采集到的RSSI值集合求初始平均值，然后將RSSI值集合通過高斯濾波，濾出小概率事件，將過濾之后的RSSI值再求第二次平均值，最后通過公式推導(dǎo)消除傳統(tǒng)測距算法的參數(shù)的影響，消除節(jié)點不同功率和其它因素的影響。由于靜態(tài)權(quán)重定位算法中權(quán)重修正系數(shù)是固定的，本文提出讓參考節(jié)點自適應(yīng)獲得最優(yōu)權(quán)重修正

4、系數(shù)，即判斷計算的兩組距離之差是否大于1.5m，如果結(jié)果大于1.5m，判斷該節(jié)點對未知節(jié)點定位公式的導(dǎo)數(shù)正負(fù)值，導(dǎo)數(shù)為正（負(fù)），權(quán)重修正系數(shù)在區(qū)間內(nèi)遞增（減），直到找到距離之差最小所對應(yīng)的最優(yōu)權(quán)重修正系數(shù)。
　　最后，通過Matlab仿真平臺和實測實驗驗證改進(jìn)算法的可行性。在MATLAB環(huán)境中模擬不同參考節(jié)點的數(shù)目、通信半徑對定位精度的影響。在實測實驗中，將傳感器節(jié)點在室內(nèi)（學(xué)院大廳）、室外（室外足球場）和井下巷道三種環(huán)境下搭建小