基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位技術(shù)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，為當(dāng)今處于數(shù)字化、信息化和網(wǎng)絡(luò)化時代的人們提供了許多便利，而室內(nèi)定位作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個重要應(yīng)用，已經(jīng)成為眾多專家和學(xué)者研究的熱點(diǎn)話題，并逐漸走入人們的生活當(dāng)中，位置信息的獲取也成為人們生活中的一個重要需求。而ZigBee技術(shù)作為一項(xiàng)有著低成本、低功耗、大容量和高可靠性等優(yōu)勢的無線通信技術(shù)，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮了不可替代的作用，因此研究基于ZigBee技術(shù)的室內(nèi)定位技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在深入學(xué)習(xí)定

2、位算法和ZigBee技術(shù)與ZigBee協(xié)議棧的基礎(chǔ)上，提出了改進(jìn)的定位算法，并搭建了定位系統(tǒng)平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要內(nèi)容有：
　?。?）首先，闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀，從性能參數(shù)方面對現(xiàn)階段幾種常見的無線定位技術(shù)進(jìn)行了對比，分析了ZigBee技術(shù)在定位方面的優(yōu)勢，論述了國內(nèi)外研究者提出的常見定位方法，研究了幾種常用定位算法和坐標(biāo)計(jì)算方法的原理和特性，確定了本文所用的基本定位算法。
　　（2）其次，深入學(xué)習(xí)了Zig

3、Bee技術(shù)和協(xié)議棧相關(guān)理論，闡述了ZigBee技術(shù)的主要特點(diǎn)、三種邏輯設(shè)備類型的主要功能特點(diǎn)和ZigBee網(wǎng)絡(luò)的三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對ZigBee協(xié)議棧PHY層、MAC層、NWK層和APS層等主要部分的功能和作用進(jìn)行了詳細(xì)的說明，分析論述了Z-Stack協(xié)議棧的功能特點(diǎn)、協(xié)議構(gòu)架和組網(wǎng)流程。
　　（3）再次，重點(diǎn)研究了基于RSSI測距的定位算法，在測距階段，通過對幾種常用的無線信號傳輸模型的對比，選擇了本文使用的測距模型，隨后分析了環(huán)境

4、參數(shù)的變化情況，測量了當(dāng)前的環(huán)境參數(shù)值，最后通過仿真對比幾種濾波方式的效果，決定采用高斯濾波對測量的RSSI值進(jìn)行優(yōu)化處理；在坐標(biāo)計(jì)算階段，結(jié)合了三邊測量法和質(zhì)心定位算法，提出了一種基于權(quán)值改進(jìn)的加權(quán)質(zhì)心定位算法。通過與傳統(tǒng)的質(zhì)心定位算法和基于距離加權(quán)的定位算法的仿真結(jié)果對比，驗(yàn)證了改進(jìn)定位算法的有效性。
　　（4）最后，完成了室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，對幾種常用的ZigBee芯片進(jìn)行對比之后，選用以CC2530芯片為核心的定位