基于ZigBee的WSN室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)室內(nèi)定位軟肋的日益凸顯，加之定位系統(tǒng)與通信技術(shù)的緊密結(jié)合，室內(nèi)定位拓寬了個(gè)人用戶位置信息的應(yīng)用范圍，展現(xiàn)出了更多的應(yīng)用前景和實(shí)際需求。近年來隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network, WSN）應(yīng)用的普及，除了獲取節(jié)點(diǎn)必要的感知數(shù)據(jù)以外，探知數(shù)據(jù)來源，明確節(jié)點(diǎn)位置和指定事件發(fā)生地點(diǎn)也成了WSN的重要功能之一。因此，利用WSN自身特點(diǎn)，在不增加成本投入前提下，完成節(jié)點(diǎn)室內(nèi)定位功能，拓展WSN的應(yīng)

2、用方向，具有重要的應(yīng)用研究價(jià)值和廣闊的發(fā)展空間。
　　文中首先給出了一種適合在WSN中基于接收信號強(qiáng)度指示（Receive Signal Strength Indication, RSSI）應(yīng)用的極大似然估計(jì)直接求解定位算法?？紤]窄帶無線信號的路徑損耗和陰影衰落，直接建立多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的RSSI值與待定位目標(biāo)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)之間的解析關(guān)系，避開傳統(tǒng)RSSI定位方法中常用的對收發(fā)節(jié)點(diǎn)之間距離量的直接求解，減少測距誤差，提高定了位精度。并通過數(shù)

3、值仿真分析了參考節(jié)點(diǎn)數(shù)量、遮擋因子、路徑損耗指數(shù)等因素對定位精度的影響。
　　文中采用ZigBee技術(shù)下CC2530無線射頻芯片實(shí)現(xiàn)了基于RSSI的WSN定位系統(tǒng)。詳細(xì)給出了WSN中定位節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)過程、片上程序開發(fā)流程和計(jì)算機(jī)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)方法。通過間接提高RSSI值的精度、設(shè)定接收RSSI值的閾值、使用計(jì)時(shí)器保證RSSI值的可靠性、優(yōu)化Z-Stack協(xié)議棧等多種方法，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度上進(jìn)一步降低了定位誤差。
　　最后給

4、出了定位系統(tǒng)的實(shí)測分析，以驗(yàn)證系統(tǒng)在算法、軟硬件設(shè)計(jì)上的合理性。與現(xiàn)有建立非線性方程組求解定位坐標(biāo)的極大似然估計(jì)定位算法相比，使用本文定位算法設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的定位系統(tǒng)，提高定位點(diǎn)穩(wěn)定度的同時(shí)，在相同定位準(zhǔn)確度的情況下，可以明顯降低定位誤差。8個(gè)參考點(diǎn)對4m?4m正方形區(qū)域定位，其誤差可降至0.36m，16個(gè)參考點(diǎn)對10m?10m定位區(qū)域定位，誤差約為0.97m。此外，以本套定位系統(tǒng)為平臺(tái)，本文還實(shí)測分析給出了，增加定位區(qū)域內(nèi)參考節(jié)點(diǎn)數(shù)量、設(shè)置