本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的無線定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和傳感器技術(shù)日益成熟,無線定位技術(shù)的研究受到廣泛關(guān)注。人們所熟悉的GPS定位系統(tǒng)在實際應(yīng)用中在信號受到建筑物阻擋時,信號快速衰減,定位精度明顯下降甚至無法實現(xiàn)定位工作。由此基于ZigBee的無線定位技術(shù)開始嶄露頭角,逐漸步入市場。ZigBee技術(shù)的出現(xiàn),彌補了GPS在室內(nèi)環(huán)境定位誤差大的缺陷,該技術(shù)適合短距離通信定位,并以其低功耗、通信效率高的優(yōu)勢在辦公室、醫(yī)院、倉庫、礦井等室內(nèi)環(huán)境定位中得到廣泛應(yīng)用。在將來的發(fā)展中,無線定位有著良好的發(fā)展前景。因此,研究基于ZigBee的定位技術(shù)具有十分重要的意義和實用價值。本文研究基于ZigBee的無線定位系統(tǒng),針對定位系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境定位精度不高的問題,首先研究了RSSI測距技術(shù),采用單片機結(jié)合CCl10l射頻收發(fā)器改善硬件提高信號的抗干擾力和穩(wěn)定性,提高模型測距的準確性,為定位精度的提高打下良好基礎(chǔ)。其次,論文對室內(nèi)定位技術(shù)進行深入研究,對目前常用的定位技術(shù)的剖析,比較各種定位算法的優(yōu)缺點。分析和完善基于RSSI的定位算法,降低定位算法的復(fù)雜度,提出了三邊測量定位法結(jié)合泰勒級數(shù)展開式改進定位算法,使算法的定位精度得到提高。通過MATLAB仿真,證明了算法改進后的有效性,減小了算法的定位誤差。完成上述工作之后,對定位演示系統(tǒng)進行總體設(shè)計,便于觀察定位效果和模型參數(shù)控制,實現(xiàn)了基于ZigBee的無線定位系統(tǒng),該系統(tǒng)有效實現(xiàn)了在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的定位。最后,在辦公樓環(huán)境下測試系統(tǒng)的定位效果,測試結(jié)果表明,本文設(shè)計和實現(xiàn)的定位系統(tǒng),平均定位誤差在1m以內(nèi),最終達到了提高定位精度的目的,整個系統(tǒng)性能達到預(yù)期,為今后的定位技術(shù)研究提供了參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：GPS ZigBee RSSI 定位算法 MATLAB
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景和意義9
• 1.2 定位技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容11
• 1.4 論文的結(jié)構(gòu)11-13
• 2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)13-24
• 2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述13
• 2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)13-17
• 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)13-14
• 2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點14-15
• 2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域15-17
• 2.3 ZigBee技術(shù)17-23
• 2.3.1 ZigBee技術(shù)概述17-18
• 2.3.2 ZigBee與IEEE 802.15.4標準18-19
• 2.3.3 ZigBee協(xié)議棧19-21
• 2.3.4 ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3.5 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 室內(nèi)定位技術(shù)24-36
• 3.1 室內(nèi)定位技術(shù)24-26
• 3.1.1 室內(nèi)定位技術(shù)概述24
• 3.1.2 常用的室內(nèi)定位技術(shù)24-25
• 3.1.3 定位性能評價指標25-26
• 3.2 測距模型的建立26-31
• 3.2.1 常用的測距方法26-27
• 3.2.2 RSSI測距模型27-28
• 3.2.3 模型參數(shù)優(yōu)化28-31
• 3.3 基本定位方法31-35
• 3.3.1 三邊測量法31-32
• 3.3.2 三角測量法32-33
• 3.3.3 極大似然估計法33-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 RSSI定位算法研究36-43
• 4.1 RSSI定位算法36-38
• 4.1.1 算法分析與改進36
• 4.1.2 泰勒級數(shù)展開法描述36-38
• 4.2 算法流程設(shè)計38-39
• 4.3 定位算法仿真39-42
• 4.3.1 三邊測量定位法仿真40
• 4.3.2 極大似然估計法定位仿真40-41
• 4.3.3 算法改進后定位仿真41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 5 ZigBee無線定位系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)43-58
• 5.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)43-44
• 5.2 硬件設(shè)計44-50
• 5.2.1 主要硬件模塊44-47
• 5.2.2 ZigBee網(wǎng)關(guān)47
• 5.2.3 參考節(jié)點47-49
• 5.2.4 移動節(jié)點49-50
• 5.3 軟件設(shè)計50-54
• 5.3.1 通信協(xié)議設(shè)計與實現(xiàn)50-51
• 5.3.2 串口通信模塊設(shè)計51-52
• 5.3.3 上位機定位演示系統(tǒng)52-54
• 5.4 定位效果測試54-57
• 5.4.1 測試場景54
• 5.4.2 定位演示系統(tǒng)測試54-55
• 5.4.3 定位效果55-56
• 5.4.4 結(jié)果分析56-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 6 結(jié)論58-59
• 6.1 總結(jié)58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻59-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文62-63
• 致謝63-65

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee的無線定位系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：338132