基于平面定位技术的移动终端的研究与实现

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1、摘要近年来无线通信技术发展越来越快，大大改变了人们的生活，拓展了人们的视野。无线传感器网络(WirelessSensorNetwork)是无线领域的一种新的技术，它能够感知和传输传感器节点所处位置的感知数据。但是对于WSN的大多数应用领域，不包含传感器位置信息的感知数据是没有意义的，因而自动定位服务成为WSN应用领域亟需解决的问题。本文在研究了特定应用环境下(监狱)平面定位问题的基础上，开发了基于平面定位技术的狱政人员控制系统。本文首先介绍了项目背景和该领域内的国内外研究动态，并描述了所研究系统的架构和功能需求。其次在研究了各种无线传感网络的平面定位方法的基础上，通过仿真实验证明了基于RSSI

2、值的定位方法是适用于狱政人员控制系统且代价较小的定位方法。进而详尽地分析系统的功能需求，设计并开发出满足功能要求的基于射频收发芯片CCl020和单片机C8051系列的硬件平台(分为手持终端和脚扣终端两部分)，并且对设计完成的硬件平台的性能和无线耦合充电的性能进行了详细的性能测试。然后对射频芯片CCl020的三种调制解调技术一AsK、FSK和GFSK进行了研究，通过对比指出2FSK是适用于本系统的能够满足低速的数据传输需要的最佳方法。基于上述硬件平台，设计开发了一套适于无线定位的通信协议软件，并给出了软件流程。因为现有随机退避算法的不足，提出了改进的信道检测和重新竞争的多址接入协议。对于退避过程

3、中出现多个连续的空闲时隙的情况，提出了一种计数器速减策略。该策略应规定只有当冲突率小于门限值时，随机退避窗口减半，有效地减少了碰撞的发生，有效地提高了信道的利用率。为了对脚扣终端进行相对定位，必须要选取两个脚扣终端作为锚节点，和手持终端一起进行RSSI值的采集。接下来，针对现有的基于MAC层随机退避的锚节点选取算法的不确定性会导致某些节点的电池能量过快耗尽而缩短整个系统寿命的问题，提出了一种基于退避策略的能量均衡算法，通过动态地调整每个节点的退避时间计算公式而保证锚节点选取的平衡性。仿真实验表明，该算法有效平衡了腿络能量的消耗，延长了网络的存活时间。关键词：WSN人员定位随机退避MAC网络存活

4、时间AbstractRecentlythedevelopmentofwirelesscommunicationisgrowingfasterand话ster．Ithaschangedpeople'slivesinmanyways，andbroadenedtheirsight．WSNIWirelessSensorNetworklisanewpopulartechnologyinwirelesscommunication'sarea．ButformostapplicationsofWSN，itismeaninglesstojustgetthedatawithouttheIocationofthes

5、ensor．SothemostapplicationsofWSNneedtheautoIocationservices．BasedontheresearchoftheplaneIocationinspecificcondition．theIocationandcontroIsystemusedinprisonjsanalyzedandrealizedjnthisthesis．Thebackgroundofthisprojectandtherelativeresearchathomeorabroadarejntroducedfirst．Andthefunctionalitiesandorgani

6、zationofthissystemisdescribed．ThroughtheresearchandthesimulationoftheplaneIocationmethodsinWSN．itisconfirmedthatthemethodbasedonRSSI．ssuitablefortheIocationandcontroIsvstemusedinprisonwiththeIeastcOst．Therequirementofthesystemisstudiednext．ThehardwaresvstembasedontheRFtransceiverchioCCl020andMCUC805

7、1isthencompletedtosatisfytherequirement．ArechargeableIithiumbakeryisusedasthepowerdevice，whichisrechargeablewiththemannerofcoupling．Andthehardwareperformancetestingandtherechargeperformancetestingarei