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《基于ZigBee技术的无线定位算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、44仪表技术2010年第3期基于ZigBee技术的无线定位算法研究王健,王成长(上海大学机电工程与自动化学院,上海200072)摘要:针对目前无线定位技术及其算法进行了一定的研究,并提出了一种新的方法:阈值分段定位方法(ThresholdLocalizationMethod,TLM)。当目标节点和参考节点距离在阈值距离以内时采用改进的RSSI测距法,建立一个特定环境中的信号传播模型;当距离在阈值距离以外时,采用基于LQI指示的DVHop算法,在传统DV-Hop算法中引进LQI来改善定位精度。无线收发采用ZigBee无线通信技术。关键词:无线定位;ZigBee;接收信号强度指示
2、;距离矢量跳数法中图分类号:TP39文献标识码:A文章编号:1006-2394(2010)03-0044-03ResearchoftheWirelessLocalizationAlgorithmBasedonZigBeeWANGJian,WANGChengzhang(SchoolofMechanical&ElectronicEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Accordingtoresearchesaboutcurrentwirelesslo
3、calizationalgorithmandtechnology,anewmethodcalledTLM(ThresholdLocalizationMethod)isproposed.Whenthedistancebetweenbeaconnodesandunknownnodesislessthanthethreshold,animprovedmethodonRSSIisusedandasignalpropagationmodelwouldbebuil.tOtherwise,theDVHopalgorithmbasedonLQIisused,thelocalizationpreci
4、sioncanbeimprovedafterLQIisinvolved.ThetechnologyofwirelesscommunicationusedinthispaperisZigBee.Keywords:wirelesslocalization;ZigBee;RSSI;DVHop一般来说,RSSI技术的基本原理是通过射频信号1定位算法概述的强度来进行距离估计,即已知发射功率,在接收节点定位算法有很多种,按照不同的标准可以有很多测量功率,计算传播损耗,使用理论或经验的信号传播不同的分类,比较常用的方法是三边定位,这也是本文模型将传播损耗转化为距离。常用的传播路径损耗模采用的定位方
5、法的基础。在一个二维坐标系统中,最型有:自由空间传播模型、对数距离路径损耗模型、哈少需要到3个参考点的距离才能唯一确定一点的坐它模型、对数-常态分布模型等。经测量验证,当距离标。无线定位技术在三边定位的基础上演变出一些比大于5m后RSSI变化很小,因此本文中定义阈值距离较好的方法:基于测距技术的定位和无须测距技术的为d=5m。定位。基于测距技术的定位主要有TOA、TDOA、2.2距离小于阈值AOA、信号强度测距法;不基于测距的定位算法主要找出特定环境中的RSSI和距离d的变化关系,便有:质心法、凸规划定位算法、距离矢量跳数的算法。可以进行定位。目前许多无线收/发芯片都能提供本文采用的是
6、阈值分段定位方法(TLM)。首先定义RSSI检测值,本文采用TI公司的CC2430系列芯片,一个阈值距离,当目标节点和参考节点距离在阈值距可以直接读取RSSI。当一个节点向另外一个节点发离以内时采用改进的RSSI测距法,即建立一个特定环送数据包时,在数据包的最后2个字节分别是RSSI和境中的信号传播模型;当距离在阈值距离以外时,由于LQI值。用CC2430实时读取RSSI值,采用曲线拟合RSSI变化不明显,因此采用基于接收链路质量指示的方法得到一个特定环境的关系式。在一个预定的房(LQI)的DVHop算法,来改善定位精度。间内分别记录未知节点到各参考节点的RSSI和距离2TLM定位算
7、法设计di,得到距离和RSSI对应组(di,Pr),最后根据每个参2.1阈值的确定考节点所测得的数据,以d为X轴,Pr为Y轴,得到各收稿日期:2009-09作者简介:王健(1953),男,教授,研究方向为嵌入式平台开发、计算机实时测控系统。2010年第3期仪表技术45自的Pr~d曲线。将Pr~d的对应关系绘制成二维变表1RSSI-d关系化曲线,根据试验测得的数据绘成曲线图,对曲线进行d/mlgdRSSI/dBm拟合
