ZigBee无线定位毕业设计

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1、基于Zigbee协议的无线定位网络在安保系统中的应用AZigBee-basedApplicationinSecuritythroughWirelessLocationNetworks——毕业设计文献综述课题背景介绍GPS设备通常能耗高、体积大、成本高，更适合于空旷的室外环境，ZigBee技术的出现为小范围例如室内无线定位技术注入了新的希望，因为它具有低成本，低功耗，易于组网等特点。本文提到的CC2431无线定位芯片由TI公司和摩托罗拉公司共同研发，它是一个带硬件定位引擎的芯片，能满足低功耗，符合IEEE802.15.4标准。定位精度达到0.25米，误差在3米内。无线定位系统的国内外发展现状1

2、992年，ActiveBadge系统产生于英国剑桥，是最早的室内定位系统之一。1998年，Microsoft公司开发出RADAR定位系统，它是基于RSSI技术的室内无线射频定位系统。2000年，MIT研制的Cricket系统是现在仍在使用的室内定位系统之一。2001年，AHLOS系统出现，它是一种混合定位系统。2002年，加利福尼亚大学的Calamari系统也是一种混合定位系统。这几年兴起的定位技术还有基于超宽带(UltraWideBand,UWB)的定位技术、基于Wi-Fi的定位技术以及基于ZigBee的定位技术等等。ZigBee技术简介ZigBee发展2000年，IEEE802.15.4标

3、准出台。ZigBee联盟成立于2001年8月，2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦公司等四大公司加盟ZigBee联盟，这一事件成为ZigBee技术发展的里程碑，到目前为止，加盟ZigBee联盟的不仅仅只有当初的四家公司，而是涵盖了IT领域以及其他行业的150多家企业。ZigBee技术的主要特点低功耗：在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6－24个月。低成本：协议代码少，免专利费。低速率：数据传输速率在20－250kbps。近距离：传输范围一般介于10－100m之间,在增加RF发射功率后，亦可增加到1～3km。高容量：最多一

4、个主节点可管理254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。免执照频段：采用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段，2.4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲)。ZigBee与其他技术的比较IrDA蓝牙Wi-FiZigBee工作频率红外线2.4G2.4G2.4G，868/915MHz有效物理范围20cm－1.2m10m左右25－100m10m－100m最大传输速率16Mbps1Mbps11Mbps250kbps，20/40kbps网络节点273265000最大功耗数mw100mw100mw30mw语音/数据支持数据语音、数据语音、数

5、据数据ZigBee协议栈协议栈概述ZigBee协议栈的是由物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(APL)组成的。其中，PHY层和MAC层协议由IEEE802.15.4定义，网络层和应用层的协议由ZigBee联盟定义。而应用层又包含应用支持子层(APS)、应用框架(AF)、ZigBee设备对象(ZDO)和由制造商制定的应用对象。ZigBee协议栈体系图ZigBee网络设备类型ZigBee网络系统共有三种逻辑设备类型：协调器：该设备初始化一个ZigBee无线网络。路由器：允许其他设备加入网络、多跳路由和辅助它的电池供电的子终端设备通信。终端设备：可以有选择的进行休眠

6、和唤醒。ZigBee网络拓扑定位算法简介基于距离的定位算法基于TOA的测距技术基于TDOA的测距技术基于AOA的测距技术基于RSSI的测距技术其他定位算法介绍质心定位算法APIT定位算法DV-Hop定位算法无线定位系统的实现硬件平台：CC2430/CC2431芯片介绍CC2431硬件引擎介绍软件平台：采用IARSystems公司的IAREmbeddedWorkbench(简称EW)基于RSSI的定位算法：Pr(dBm)=A-10nlgr，A可以看作信号传输lm远时接收信号的功率，n是传播因子定位系统框架无线传感器网络实现定位功能的设备由协调器(Location_dongle)、参考节点(Loe

7、ation_refnode)、定位节点(Loeation_blindnode)三部分组成。协调器：1个，在实验中协调器(网关)选取1块网络扩展板与1块CC2431模块组成。参考节点：4个，选择CC2430模块。定位节点：1个，选择CC2431模块。实验系统搭建及演示实验节点分布图不同环境下的A和N值的比较RSSI＝－52－2.685log10(d)节点置于地面RSSI＝－42.8－2.377log