基于ZigBee无线环境监测与定位系统设计

发布时间：2017-12-24 18:14

  本文关键词：基于ZigBee无线环境监测与定位系统设计　出处：《中北大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着智能网络的普及和技术不断的革新,无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSN)对人们的生活水平和工作效率起到了至关重要的影响。针对传统的有线环境监测布线复杂、功耗高、设备维护困难等问题,提出了基于ZigBee无线环境监测与定位系统设计,在监测环境的同时对无线定位做了进一步的研究,结合定位算法提高了环境监测的精度,由于其具有低功耗、低速率、低成本、可靠性强、时延短以及网络容量大等优势,被广泛应用于机器人、煤矿、地下停车场以及现代楼宇等生活服务中。论文首先分别对无线传感网络与无线定位的国内外发展现状和关键技术作了详细的描述,接着分别对整个系统的硬件与软件平台的搭建、系统的工作原理与结构、ZigBee协议与IEEE 802.15.4标准、ZigBee网络设备与拓扑结构、系统性能指标要求以及各类典型的定位方法进行分析,提出利用RSSI信号损耗测距方法估算出节点之间的距离,并对信号衰减特性做了自由空间传播模型、双线地面反射模型及对数-常态模型分析,同时利用无线的方式监测环境,将采集到的数据上传至上位机和手机,实现精确定位和实时监测环境的功能。最后利用MATLAB对实验室内与走廊两种不同环境下采集的各12组RSSI数值,分别使用傅里叶与指数两种不同的方法进行拟合和离散分析,分别得出实验室内与走廊相应的拟合曲线和残差分析,通过曲线与残差分析得出指数拟合最接近真实的数值,然后在对监测环境测试进行分析,分别对温度与气体采集实验、湿度与红外采集实验,上位机和手机都同步显示所采集到的环境数据,验证了系统的可靠性和稳定性。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

【参考文献】

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本文编号：1329423