zigbee無線定位畢業(yè)設(shè)計

1、基于Zigbee協(xié)議的無線定位網(wǎng)絡(luò)在安保系統(tǒng)中的應(yīng)用AZigBeebasedApplicationinSecuritythroughWirelessLocationwks——畢業(yè)設(shè)計文獻綜述課題背景介紹GPS設(shè)備通常能耗高、體積大、成本高，更適合于空曠的室外環(huán)境，ZigBee技術(shù)的出現(xiàn)為小范圍例如室內(nèi)無線定位技術(shù)注入了新的希望，因為它具有低成本，低功耗，易于組網(wǎng)等特點。本文提到的CC2431無線定位芯片由TI公司和摩托羅拉公司共同研發(fā)，

2、它是一個帶硬件定位引擎的芯片，能滿足低功耗，符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。定位精度達到0.25米，誤差在3米內(nèi)。無線定位系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1992年，ActiveBadge系統(tǒng)產(chǎn)生于英國劍橋，是最早的室內(nèi)定位系統(tǒng)之一。1998年，Microsoft公司開發(fā)出RADAR定位系統(tǒng)，它是基于RSSI技術(shù)的室內(nèi)無線射頻定位系統(tǒng)。2000年，MIT研制的Cricket系統(tǒng)是現(xiàn)在仍在使用的室內(nèi)定位系統(tǒng)之一。2001年，AHLOS系統(tǒng)出現(xiàn)，它是

3、一種混合定位系統(tǒng)。2002年，加利福尼亞大學(xué)的Calamari系統(tǒng)也是一種混合定位系統(tǒng)。這幾年興起的定位技術(shù)還有基于超寬帶(UltraWideBUWB)的定位技術(shù)、基于WiFi的定位技術(shù)以及基于ZigBee的定位技術(shù)等等。ZigBee技術(shù)簡介ZigBee發(fā)展2000年，IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)出臺。ZigBee聯(lián)盟成立于2001年8月，2002年下半年，英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦公司等

4、四大公司加盟ZigBee聯(lián)盟，這一事件成為ZigBee技術(shù)發(fā)展的里程碑，到目前為止，加盟ZigBee聯(lián)盟的不僅僅只有當(dāng)初的四家公司，而是涵蓋了IT領(lǐng)域以及其他行業(yè)的150多家企業(yè)。ZigBee技術(shù)的主要特點低功耗：在低耗電待機模式下2節(jié)5號干電池可支持1個節(jié)點工作6－24個月。低成本：協(xié)議代碼少，免專利費。低速率：數(shù)據(jù)傳輸速率在20－250kbps。近距離：傳輸范圍一般介于10－100m之間在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1～3km。高

5、容量：最多一個主節(jié)點可管理254個子節(jié)點，同時主節(jié)點還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理，最多可組成65000個節(jié)點的大網(wǎng)?！　∶鈭?zhí)照頻段：采用直接序列擴頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段，2.4GHz(全球)、915MHz(美國)和868MHz(歐洲)。ZigBee與其他技術(shù)的比較ZigBee協(xié)議棧協(xié)議棧概述ZigBee協(xié)議棧的是由物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)和應(yīng)用層(APL)組成的。其中，PHY層和MAC層協(xié)議由IE

6、EE802.15.4定義，網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的協(xié)議由ZigBee聯(lián)盟定義。而應(yīng)用層又包含應(yīng)用支持子層(APS)、應(yīng)用框架(AF)、ZigBee設(shè)備對象(ZDO)和由制造商制定的應(yīng)用對象。ZigBee協(xié)議棧體系圖ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型ZigBee網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共有三種邏輯設(shè)備類型：協(xié)調(diào)器：該設(shè)備初始化一個ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)。路由器：允許其他設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)、多跳路由和輔助它的電池供電的子終端設(shè)備通信。終端設(shè)備：可以有選擇的進行休眠和喚醒。ZigBe

7、e網(wǎng)絡(luò)拓撲定位算法簡介基于距離的定位算法基于TOA的測距技術(shù)基于TDOA的測距技術(shù)基于AOA的測距技術(shù)基于RSSI的測距技術(shù)其他定位算法介紹質(zhì)心定位算法APIT定位算法DVHop定位算法無線定位系統(tǒng)的實現(xiàn)硬件平臺：CC2430CC2431芯片介紹CC2431硬件引擎介紹軟件平臺：采用IARSystems公司的IAREmbeddedWkbench(簡稱EW)基于RSSI的定位算法：Pr(dBm)=A10nlgr，A可以看作信號傳輸lm遠時

8、接收信號的功率，n是傳播因子定位系統(tǒng)框架無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)定位功能的設(shè)備由協(xié)調(diào)器(Location_dongle)、參考節(jié)點(Loeation_refnode)、定位節(jié)點(Loeation_blindnode)三部分組成。協(xié)調(diào)器：1個，在實驗中協(xié)調(diào)器(網(wǎng)關(guān))選取1塊網(wǎng)絡(luò)擴展板與1塊CC2431模塊組成。參考節(jié)點：4個，選擇CC2430模塊。定位節(jié)點：1個，選擇CC2431模塊。實驗系統(tǒng)搭建及演示實驗節(jié)點分布圖不同環(huán)境下的A和N值的比較R

9、SSI＝－52－2.685log10(d)節(jié)點置于地面RSSI＝－42.8－2.377log10(d)節(jié)點置于地上1米處定位系統(tǒng)的實際測量增加參考節(jié)點采集次數(shù)后定位效果增加溫度采集功能（片內(nèi)溫度傳感器）結(jié)論實驗結(jié)論：通過實地測量驗證了基于RSSI定位系統(tǒng)的可行性。通過增加參考節(jié)點測量次數(shù)，修正RSSI值可以提高接收RSSI值的穩(wěn)定性，從而提高定位系統(tǒng)的精確度，尤其是在定位節(jié)點密度不是很高的時候。從RSSI值擬合曲線可以看出，定位系統(tǒng)所處