毕业设计（论文）-基于zigbee的室内无线定位设计

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1、基于ZigBee的室内无线定位设计设计人：学号：1班级：201408242016年10月5日目录设计总说明I1绪论11.1课题研究的背景与意义12ZigBcc技术的简介52.1ZigBee技术基础知识62.2IEEE802.15.4协议栈和ZigBee协议栈概述82.3ZigBee网络构成112.4Z-Stack协议栈143无线传感网络中定位技术介绍193.1无线传感网络定位技术概述193.2无线传感网络定位技术的分类213.3无线传感网中基于测距的定位算法22基于ZigBee技术的室内无线定位技术设计设计总说明：无线定位广泛应用在导航、测量、自动控制等多个领

2、域。目前，以GPS为代表的卫星定位系统已经非常成熟，但在小范围或室N无线定位系统屮，定位的精度、成本、能耗等方面还不能完全满足需求。近年来，新兴的ZigBcc技术为无线定位注入了新的活力。ZigBee技术的低功耗、低成本、高扩展性的特点为构建无线定位系统提供一种很好的解决方案。本文以ZigBee技术为基础，完成了一种无线定位方案的设计与实现。该定位系统屮有三种设备，分别为参考节点、控制器和需耍求得其位置的移动节点。定位过程中使用的测量参数为接收信号强度指示RSSI。各设备中采用的ZigBcc无线模块为TI公司生产的CC2530,这种芯片直接支持RSST技术。无

3、线定位系统涉及到定位的测量参数、算法和通信这三种关键技术。木文首先讲解ZigBee通信部分，乜拈各种设备的通信过程、定位通信的规范、用到的消息格式以及交互流程等。然后，本文介绍了无线模块屮使用的KSS1参数特性，并以CC2530的定位引擎进行定位计算为基础实现了一个定位系统，对该引擎在室内环境中的定位性能进行Y测试和分析。最终完成的定位系统能实现：在低密度布网中，能定位出移动节点所在的区域，也能进行一维定位即求得移动节点的一个坐标，从而得出它所处的位置区域；而在高密度布网中，能进行二维定位，判断出移动节点在平面中的准确位置。根据对定位引擎的性能测试结果，提出改

4、进意见。本文为进一步降低构建定位网络的成木和实现楼层空间内的定位提供Y—种可行的解决方案。关键词：无线定位；ZigBee；室内定位；CC2530；定位引擎；接收信号强度指示1绪论从古时丌始，人类在交通运输、远洋航行等多种领域就对位置信息有着广泛的需求。星相学开始出现的一个重耍目的就是满足人们对位置的需求，指南针的发明更是直接为定位提供服务。随着现代文明的发展，人类要求更好的定位技术来满足在交通、监控、调度、自动控制、跟踪导航等应用范閛内对位置服务的需求。无线电出现后为定位提供了一个很好的工具，伴随着无线电在各种应用领域中的广泛使用，无线定位技术也得到了极快的发

5、展。1.1课题研究的背景与意义1.1.1无线定位的发展及应用随着现代移动通信技术和无线网络的蓬勃发展，人们对无线定位的需求与日俱增。无线定位服务是指通过无线终端和无线网络的配合，确定移动用户的实际位置信息，从而提供用户所需的与位置和方內相关的服务。无线电0出现活就广泛影响着人类的生产生活方式，它的应用领域不仅仅只是局限在语音通信、数据传送等通信服务领域，无线定位也是它的一个重要应用方面。无线定位是一种利用无线信号测量并为用户提供位置服务的技术。在无线定位屮，无线电波的传播时间、信号场强、相位等特性会随着位置的改变而改变，得到这些特性后进行计算分析就可以得到未知

6、点的位置。作为定位技术的一种，无线定位最早也是使用在导航方面。60年代中期正式投入使用的Transit系统第一次实现了全球范围内为用户提供高精度的二维定位服务。自此，无线定位开始出现在交通、调度、自动控制等多种应用领域。以Transit系统为基础，美国研制的GPS定位系统讨以广泛应用在陆海空各区域的导航、高度测量、速度测量、自动控制、智能调度等各种领域，能够在全球范围A为用户提供全天候的三维定位服务。在军事以及民用上，GPS系统有极大的需求，它的出现加速推动了无线定位技术的发展，近年来欧洲和我W也分别开始建立类似的如伽利略定位系统和北斗定位系统。正是由于无线定

7、位在安防、施救等方血的重要作用，因此当美国颁布E-911后，更多的机构投入到对无线定位的一系列的研究和开发中。随后，美W又在对E-911的补充中明确规定Z定位的精度。在现代信息社会，获取位置信息越来越蜇要，尤其是无线定位技术与自动控制技术、计算机技术、通信技术的结合使得无线定位拥有更广泛的应用前景。□前，无线定位的主要应用领域包拈以下儿个方面：(1)导航，目前最主要的应用领域，此项业务一年的产值达百亿美元。导航不仅能指示用户当前所在的位置，还能与计算机技术相结合为用户提供交通指示、导引，并实现对交通的智能调度、自动控制等。(2)安全，各种安全事故发生后，对位置

8、信息的准确获取能够提供更快更好的帮助，