【摘要】：隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,人們開始意識到移動物體位置信息的重要性,確定的位置信息帶來的相應(yīng)的服務(wù)得到重視,人們開始大量的對無線定位的方法和算法進行研究。而Zigbee技術(shù)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種,因其低速率、低成本和低功耗的優(yōu)越性受到了人們青睞,在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用也得到了大力推廣,同時其能滿足本文對定位系統(tǒng)的需求,所以選擇其作為解決方案。本文介紹了國內(nèi)外無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀,說明了選題的研究背景與意義,設(shè)計了基于Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng),包括對該定位系統(tǒng)的軟件與硬件的設(shè)計。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位本質(zhì)上就是對盲節(jié)點的定位,本文采用的是基于接收信號強度指示的方法來完成對盲節(jié)點的定位。該定位系統(tǒng)中包含三種類型的節(jié)點：參考節(jié)點、盲節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點。其中協(xié)調(diào)器節(jié)點是完成人機交互的核心部分,由一個CC2430芯片模塊構(gòu)成,盲節(jié)點采用的是內(nèi)置定位跟蹤引擎的CC2431芯片模塊,參考節(jié)點采用的CC2430芯片模塊并由人工部署在已知的位置,參考節(jié)點與盲節(jié)點進行組網(wǎng)。對兩種不同定位機制的定位算法進行了詳細的介紹：分別是基于距離和無需測距的定位算法。通過對幾種定位算法的比較,以及本文對定位系統(tǒng)低成本、低功耗、易實現(xiàn)等要求,選擇了基于RSSI的定位算法,并對RSSI定位算法進行研究和分析,同時介紹了三種盲節(jié)點坐標(biāo)計算方法。由于實際情形與理論的理想情況的不同,總會存在定位誤差,所以本文在原有的RSSI定位算法的基礎(chǔ)上,從測距階段和坐標(biāo)計算階段對RSSI定位算法進行改進。在測距階段,引入了平均值模型和高斯濾波模型,從而減少了在測量中一些小概率、大干擾事件的影響,提高了測量值的準(zhǔn)確性；在坐標(biāo)計算階段,結(jié)合實際情形,對原有的三邊測量法進行了改進,以達到減小定位誤差的目的。進行了Matlab仿真實驗,由實驗結(jié)果驗證改進的定位算法的有效性。最后利用實驗室現(xiàn)有的無線龍設(shè)備搭建了基于Zigbee的定位系統(tǒng),進行了實驗并記錄數(shù)據(jù)。通過對實驗數(shù)據(jù)的分析,得到改進的三邊測量法與另外兩種定位算法的對比結(jié)果,得出與前面Matlab仿真實驗一致的實驗結(jié)果。用具體實驗證明改進的定位算法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN92

【參考文獻】

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本文編號：2737218