2019WSN期末考试总结报告2.docx

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1、WSN期末考试总结报告2　　北京师范大学珠海分校信息技术学院　　期末考试总结报告　　课程名称：无线传感网络　　任课教师：__杨博雄__　　姓名______董兆基______学号____0901040017_______班级_09电子1班_______　　基于zigbee的测距与定位　　一、当前实现这个需求的基本原理和思路　　随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。但是受定位时间、定位精度以及复杂室内环境

2、等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。当前所使用的定位技术主要有A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等。这些室内定位技术从总体上可归纳为几类，即GNSS技术(如伪卫星等)，无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等)，其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)，以及GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。在这里主要介绍Zigbee进行定位的基本原理、应用领域以及实现方面。Zigbee技

3、术中定义了３种设备：协调器，路器和终端设备。协调器主要负责启动整个网络；路器的功能主要是允许其他设备加入网络及多跳路等；终端设备一般没有特定的维持网络结构的责任。目前来说，基于Zigbee的定位技术主要是根据RSSI的测距定位算法。　　定位系统的构成　　无线定位网络：利用ZigBee无线网络模块，根据实际应用环境合理布局，组成一套ZigBee无线定位骨干网络，网络形态可以是链状或网状拓扑。定位网络中的参考节点将接收到移动节点信息(RSSI和LQI)，传送到上位机进行处理。　　移动节点：利用低价ZigBee无线模块(只完成无线收发不需要网络功能的RFD模块)，制成一个便携式的

4、移动装置。　　定位应用算法：上位机对无线网络传送回来的移动节点信息，用一定方法进行解算，得到移动节点的位置信息。上位机对该位置信息进行存储、显示等处理。　　定位原理与方法　　从算法采用的手段来看，ZigBee定位算法可以分为两大类：基于距离的算法和　　第1页共5页　　非基于距离的算法。基于距离的算法通过测量节点间的距离或角度信息，使用三边测量、三角测量或最大似然估计定位法计算节点位置。常用的测距技术有RSSI、LQI；非基于距离的算法则不需要距离和角度信息，算法根据网络连通性等信息来实现节点定位。　　在定位过程中，需要利用ZigBee两个关键技术：(1)ZigBee节点的标

5、识。每个ZigBee节点都有64位的永久地址，作为其唯一性标识。可以将这个地址映射为对应用层有意义的名字，从而可对每个节点进行身份辨认。(2)定位判定。位置判断的依据为无线信号参数LQI，位置判断的精度取决于路节点分布的密度。　　定位的过程和计算主要有四种方法：　　(1)网格定位。如图1所示，将ZigBee定位参考节点，以等间距布置成网格状，移动节点分别接收到与参考节点间的LQI，用LQI计算出到相邻节点的距离，用三角函数方法计算移动节点的坐标[3]。　　这里举一个例子来计算坐标值。假设参考节点和定位节点的位置如图所示。　　从分布图中可以看出，如果在理想的情况下，与定位点最

6、近的4个参考点分别是A1、A2、A4、A5，最近的三个参考节点是A1、A4、A5。根据三角公式可求得：P点的X坐标为；P点的Y坐标为。这样就计算出了一组定位节点坐标：(，)。　　(2)一点信号强度定位。移动节点在不同的位置接收信号时，因距参考节点距离远近的不同，所收到的信号强度也不同。当移动节点接收到最近的参考节点的LQI值后，通过计算或比照，确定移动节点的位置。以参考点为原点坐标，单位m，参考节点距离30m.　　(3)两点信号强度定位。移动节点接收到相邻两个参考节点信号，计算其差值，确定移动点位置。其中LQIA为参考节点A的LQI值，LQIB为参考节点B的LQI值，以参考

7、节点A的位置为坐标原点，单位m，参考节点距离30m。结果如表2所示。(4)固定点定位。将收到最大LQI值的那个节点的位置，当作为移动节点位置。此方法需要较小的网络节点间距，精度也较低。　　第2页共5页　　二、你所采用的技术路线和实现方法　　基于RSSI的测距实验从上述的介绍中我已经了解了一些基本的利用Zigbee测量距离与定位的方式，在这次的小组项目中，我们小组主要采用了利用RSSI的值来测量距离的方法。在实验时我们已经修改过相关代码，具体的方式是修改代码，接收5次RSSI值然后取平均值得出这一次所接收到的RSSI