ZigBee网络中基于RSSI的定位系统的设计与实现

发布时间：2020-06-11 20:07

【摘要】：在无线网络技术日益重要的今天,Wi-Fi、Bluetooth、UWB、ZigBee等无线通信技术得到了高速发展,其中,ZigBee作为一种新型的短距离通信技术很快占领了低成本、低能耗和低速率无线通信市场。无线传感器网络中的定位技术也因其重要的现实应用价值受到了各个行业的青睐,以ZigBee为依托的无线定位技术广泛应用于医疗、环境监控、军事、工业、交通以及生活领域。本文在对现有的无线定位技术、算法进行研究分析的基础上,针对基于接收信号强度指示(RSSI)的定位算法进行了改进,并搭建定位系统。本文对RSSI算法进行了改进以提高定位精度。首先在测距阶段,通过对各种经验模型和理论模型的分析,选择最适宜的测距模型——阴影模型进行距离的测量;接着使用高斯滤波与最小二乘法处理过滤、拟合数据,进一步修正测距模型;最后在坐标计算阶段,通过半径递增和质心计算相结合的方法,修正定位结果。在系统搭建方面,以CC2530为硬件基础,采用Z-Stack协议栈实现了基于ZigBee的无线定位网络,并使用Visual Studio 2012设计了上位机软件,用于定位信息的直观显示。在实验方面,采用MATLAB工具进行了仿真,同时运用该系统在五种不同环境中进行了定位,通过对实验结果的比较,证明了本系统能够有效减小定位误差,达到较为精准的定位效果。
【图文】：

图 2. 8 质心算法示意图 2. 8 Schematic diagram of centroid algorithm，其定位效果很大程度上取决于网络、部署均匀，则连通度较好，定位精不同距离的锚节点对未知节点坐标计不同锚节点的权重，从而更加精准的点测试法，它的定位原理是未知节点这样的区域通过不断重合得到一个多如图 2.9 所示。该算法定位过程可分取邻居锚节点的信号强度、标识号构成了 3个三角形，接着判断所求的

图 2. 9APIT 原理图Fig 2. 9 Schematic diagram of APIT点定位的因素以及评价指标中影响定位精度的因素包括很多，如温湿度等物理因素、人员走动、建筑物等要是以下两点：信号的非视距传播和多径效应。非视距指通信的双方视线，无线电波到达接收器的过程中存在反射、折射和衍射等多种传播方式，到达时间、到达角度等都会受到影响，一方面降低了定位精度，，另一方面效应是由于无线信号的多径传输造成直射波、反射波重合的一种现象，引落，影响传输效率和定位精度。因此，在实际应用过程中要最大限度降低影响。位效果的常用指标有：精度：能够最直观表示定位准确性，节点的定位结果越贴近实际值，精度
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈晓海;彭舰;刘唐;;基于最优信标节点的无线传感器网络质心定位算法[J];计算机应用;2015年01期

2 罗兰花;;基于无线传感器网络的定位技术分析[J];科技视界;2014年13期

3 孔鹏;余镇危;;无线传感器执行器网络关键技术综述[J];传感器与微系统;2014年02期

4 章彬彬;王亚刚;李烨;;无线传感器网络节点定位技术[J];信息技术;2014年01期

5 夏伯锴;杨晓红;;基于ZigBee技术的短距离无线数据传输系统[J];硅谷;2012年17期

6 李红春;赵晓光;谭民;;无线传感器网络中基于粒子滤波的人员跟踪方法[J];传感技术学报;2012年06期

7 黄真;;基于ZStack的WSN节点中断程序设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2011年07期

8 崔瑞霞;;基于DV-hop算法的矿井人员定位系统研究[J];煤炭技术;2011年06期

9 彭宇;王丹;;无线传感器网络定位技术综述[J];电子测量与仪器学报;2011年05期

10 钮效忠;郝伟栋;;基于ZigBee和USB OTG技术的智能家居系统数字显示终端[J];科技创新与生产力;2010年04期

相关硕士学位论文 前10条

1 梁鹏;基于RSSI的隧道人员定位系统研究[D];长安大学;2017年

2 龙佳;无线传感器网络加权质心定位算法研究[D];中国矿业大学;2017年

3 吕剑锐;基于ZigBee的无线传感器网络定位算法的研究[D];沈阳理工大学;2016年

4 李亚;基于ZigBee的无线定位系统的研究与应用[D];西安工业大学;2015年

5 赵猛;基于倾角传感器的移动通信铁塔形变预警系统设计[D];武汉理工大学;2014年

6 程海军;基于RSSI的无线传感器网络定位算法改进研究[D];重庆理工大学;2013年

7 屈赵燕;基于网格质心的无线传感网络的三维定位算法的研究[D];太原理工大学;2012年

8 别虎伟;基于改进的DV-Hop算法的无线传感器网络的研究[D];云南大学;2012年

9 梁振华;基于支持向量机与博弈论的无线传感器网络定位跟踪算法[D];湖南大学;2012年

10 郭瑞星;基于ZigBee的无线传感网络RSSI定位算法的改进与实现[D];太原理工大学;2011年

本文编号：2708390