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1、分类号：密级：公开学号：6120100186单位代码：10407硕士学位论文论文题目:基于ZigBee无线传感器网络的节点设计与定位研究研究方向无线传感器网络专业名称计算机应用技术研究生姓名张林导师姓名、职称张水平(教授)2013年5月23日江西·赣州摘要随着无线传感器网络向着廉价性、智能性、多功能性趋势发展以及短距离无线通信技术ZigBee的日趋成熟，设计出一种灵活高效、可扩展性和兼容性并存的低功耗节点软硬件体系结构并实现其定位成为一个从理论到实践都需要进行大量研究并且很有价值的选题。本文首先从基础的角度出发，介绍和分析了
2、课题研究的相关理论背景，包括无线传感器网络的体系结构、网络拓扑结构、节点设计原则，以及ZigBee技术特点、ZigBee协议栈各层基本功能。接着，以理论知识为出发点，遵循无线传感器网络节点设计基本原则，设计出以ATmega128L为处理器和CC2420为射频芯片的传感器节点核心硬件，同时完成了处理器模块、无线通信模块、电源模块以及节点嵌入式操作系统TinyOS的各模块驱动设计，使用nesC语言编写节点数据收发程序，实现节点间可靠通信。再次，为实现所设计节点的精确定位能力，分析研究多类定位算法，提出一种基于贝叶斯概率统计模型的
3、改进RSSI节点定位算法。该算法首先通过贝叶斯概率统计模型过滤掉部分信号强度接收值以获得更为精确的信号强度分布信息，再利用三角形质心算法求出节点坐标，最后通过对坐标数值进行多次迭代求精运算后获得稳定坐标。仿真结果表明，该算法不仅定位精度与稳定性较传统RSSI算法相比有较大提高，而且在锚节点比例较低时，算法表现依然良好。最后，结合无线传感器网络的应用发展方向与改进算法适用领域，提出基于ZigBee无线传感器网络的井下人员定位系统场景规划与节点部署方案，体现本文研究工作的实际应用价值。关键词：无线传感器网络；节点设计；定位算法；
4、井下定位IAbstractAlongwiththeWirelessSensorNetworksdevelopstowardthedirectionofminiaturization,intellectualization,multi-functionandshortdistancewirelesscommunicationtechnologyZigBeebecomesmature.Designoutaflexible,high-efficient,scalability,compatibility,lowpowerconsu
5、mptionnodeandtorealizeitspositioningbecomeaverymeaningfulsubjectthatneedforalargenumberofresearchfromtheorytopractice.First,startingfromtheoreticalpoint,analysisandpresentationofthestudybackground,WirelessSensorNetworksandZigBeetechnology.IncludingWirelessSensorNet
6、workarchitecture,networktopology,CharacteristicsofZigBeetechnologyandbasicfunctionsoftheZigBeeprotocolstacklayers.Second,startingfromtheWirelessSensorNetworksnodedesignprinciples,DesignoutasensornodewhichisuselowpowerconsumptionMCUchipATmega128LandRFchipCC2420asthe
7、hardwarecore.Completeddesignofprocessormodule,wirelesscommunicationmodule,sensormodule,powersupplymoduleandeachmoduledriversofnodeembeddedoperatingsystemTinyOS.UsednesClanguagewritingdatatransceiverprogramtorealizethereliablecommunicationbetweennodes.Third,inordert
8、orealizationofthenodepositioningfunction,analysisofvariouspositioningalgorithm,thenproposedanimprovedpositioningalgorithmbasedonRSSIrangingprinci
