本文關(guān)鍵詞：基于RSSI的ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法

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【摘要】：節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)是當(dāng)前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)位置信息在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的眾多應(yīng)用如環(huán)境監(jiān)測,交通管理,智能家居及醫(yī)療領(lǐng)域的監(jiān)測等具有重要意義,網(wǎng)絡(luò)只有知道節(jié)點(diǎn)位置在哪或者在哪個(gè)區(qū)域,才能進(jìn)行下一步的工作決策。與此同時(shí),隨著傳感器技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展,ZigBee技術(shù)因?yàn)樽约旱囊恍┨囟▋?yōu)勢而得到了廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合ZigBee技術(shù)對節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行研究與應(yīng)用。本文介紹了基于距離和非距離的分類原則的各種定位算法。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的眾多定位算法中,RSSI定位算法硬件結(jié)構(gòu)比較簡單,成本比較低,且很多ZigBee技術(shù)無線通信模塊可以直接獲取RSSI值,據(jù)此論文確定了用ZigBee技術(shù)進(jìn)行RSSI定位算法研究的實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線。本文通過對RSSI定位算法的缺陷分析,分別從測距和坐標(biāo)計(jì)算兩個(gè)階段對RSSI定位算法進(jìn)行改進(jìn)。測距階段,引入平均值模型和高斯濾波模型,減小了信號(hào)傳輸過程中的波動(dòng)性,減少了一些小概率、大干擾事件對整體測量的影響,增強(qiáng)了定位信息的準(zhǔn)確性；坐標(biāo)計(jì)算階段,通過對傳統(tǒng)質(zhì)心定位算法和加權(quán)質(zhì)心定位算法的研究,引入新的權(quán)值代替?zhèn)鹘y(tǒng)的加權(quán)質(zhì)心定位算法,并采用優(yōu)選信標(biāo)節(jié)點(diǎn)原則選取更好的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。進(jìn)行MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,改進(jìn)前后整個(gè)算法的定位精度得到了很大的提高。為了驗(yàn)證仿真結(jié)果,利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的無線龍?jiān)O(shè)備搭建了一套基于ZigBee無線定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件主要包含以下器件：電腦、網(wǎng)關(guān)(網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展板)、C51RF-3仿真器、ZigBee模塊(CC2430/CC2431)若干、電池底板、USB接線若干,軟件開發(fā)環(huán)境是IAR Embedded Workbench。利用搭建好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了定位實(shí)驗(yàn)測試,得出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,通過定位算法改進(jìn)前后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比,得出了與仿真實(shí)驗(yàn)一致的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,證明了改進(jìn)的RSSI定位算法是有效可行的。最后,通過對環(huán)境溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的RSSI定位算法的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212.9;TN92

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