基于zigbee无线网络的室内定位系统研究

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1、西安科技大学硕士学位论文基于Zigbee无线网络的室内定位系统研究专业名称：物理电子学作者姓名：王海英指导教师：王亚民学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集团已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：基于Zigbee

2、无线网络的室内定位系统研究专业：物理电子学硕士生：王海英（签名）指导老师：王亚民（签名）摘要节点定位技术是无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSN)的关键技术之一，快速有效地获取节点的位置信息和提供位置服务是WSN监测和控制事件的前提和基础。Zigbee作为一种短距离、低功耗、短时延、强容错性和自适应性的无线网络技术，满足WSN的要求，特别适用于室内和小范围的定位。经过对Zigbee和无线定位技术深入的研究和学习，实现了基于Zigbee的室内无线定位系统，主要工作如下：1.本文论述了Zi

3、gbee和室内无线定位研究现状，列举了目前常见的几种定位算法的原理和特点，并给出了衡量定位系统的性能指标。选择以CC2530为核心搭建了基于Zigbee的无线传感器网络定位平台，并对软硬件设计进行了详细的介绍。2.在已有算法的基础上，改进了两种基于RSSI的定位算法：极大似然估计法和三角形加权质心算法。对于第一种算法，通过理论推导和仿真为其选出了合适的权值矩阵。对于第二种算法，分析了其权值存在不合理的地方，用节点间距离的比值代替距离的倒数作为权值，并对该算法在Matlab环境下进行了仿真测试。3.在搭建好的定位系统

4、上进行实测，其过程分为测距阶段和定位阶段。在测距阶段中，考虑到节点尺寸、系统成本和可行性等因素，采用了基于RSSI的测距技术。为了减小外界环境对测距的干扰，提出了误差补偿措施，通过曲线拟合得出了误差补偿的数学表达式。在定位阶段中，完成了上位机的参数标定和定位算法在VisualBasic6.0开发环境下的代码编写，上位机调用定位算法计算出移动节点的位置。本文从定位精度、成本、功耗、容错性和自适应性这4个性能评价指标对定位系统进行了分析。分析结果表明，该定位系统的误差控制在1.5m以内，具有高定位精度，低功耗和成本，强

5、容错和适应能力，具有一定的理论和应用价值。关键词：节点定位；接收信号强度指示；权值；误差补偿研究类型：应用研究Subject：ResearchofindoorpositioningsystembasedonZigbeewirelessnetworkSpecialty：PhysicalElectronicsName：WangHaiying（Signature）Instructor：WangYamin（Signature）ABSTRACTSincequicklyandefficientlyobtainthetarget

6、positioninformationandprovidelocation-basedservices,whichistheprerequisiteandbasisformonitoringandcontrolofwirelesssensornetworks’sevents,thetechnologyofnodelocalizationisoneofWSN’skeytechnologies.Zigbeeasoneofnewlow-rateandshort-rangewirelessnetworktechnology

7、,whichisfeaturedwithlowpowerdissipation,lowcost,highsafely,andlowlatency,meetwirelesssensornetwork’sdemand,andespeciallyissuitabletoindoorandsmall-scalelocalization.ThisarticlehasdesignedaZigbee-basedwirelesssenornetworkindoorpositioningsystemafterathoroughstu

8、dyonZigbeeandwirelesspositioningtechnology.Mainsummariesarelistedbelow:1.ThearticlehassummarizedstatusofZigbeeandindoorwirelesspositioningtechnology,givenadetailedinstructiontoseve