zigbee室内定位系统节点设计方案

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1、技术天地2013年第12期ZigBee室内定位系统节点设计方案孙志敏(兰州资源环境职业技术学院，甘肃兰州730021)【摘要】借~ZigBee技术成本低、延迟短、网络结构灵活的特点，根~RSSI算法提出室内定位系统节点设计方案。设计方案中包括对所有数据进行汇总、分析、存储和发送的网关节点，位置固定坐标信．g-明确的参考节点。以及未知坐标信息的定位节点。本文重点介绍了三类节点的功能。以及实现定位功能时的工作流程。e【关键词】ZigBee；定位技术；R．SSI算法【中图分类号】TN929【文献标识码】A【文章编号】1007—4244(2013)12—335—2一、引言A表示距发送

2、者lm时的信号强度。室外定位技术随着地理信息系统．GIS技术的发展日趋成测距精度的高度受到n与A实际取值大小的影响较大．A熟，随之室内定位技术也日益受到关注。ZigBee技术作为短距是一个经验参数，可以通过测量距离发送者1re#l"的RSSI值得离无线通讯的一种方式，以其节点价格低廉，延迟短。网络结到。n是用来描述信号强度随距离增加而递减的参量，n的大小构灵活，安全受到室内无线数据传输的推崇。本文根据ZigBee以来具体的环境。为了得到最优的n值，可以先放置好所有的技术的特点。提出室内定位系统节点设计方案．设计的节点种参考节点。然后尝试用不同的n—index值找到最适合这个具

3、体类为三类：网关节点，定位节点以及参考节点。环境的n值。二、ZigBee技术特点介绍一般来说，对一个定位节点进行定位至少需要三个已知ZigBee是一种高可靠性的无线数据传输网络，每个ZigBee坐标节点进行定位，已知节点越多定位越准确。模块都相当于一个移动网络的小型基站．其无线网络传输平四、网关节点的软件设计台可容纳将近65000个传输节点。每一个ZigBee网络模块之间ZigBee网关是无线定位系统的中心协调器．它可以通过可以进行相互通信，每个网络节点间的传输距离标准的为RS232串口延长线与监控中心的PC机相连接。网关通过内置75m。在整个数据传送网络中节点不仅可以采集数

4、据．在数据的ZigBee模块与无线网络中的各个节点实现数据通信。的传输过程中，还可以充当路由设备，即对相邻节点的数据进(一)网关节点的功能。网关节点可以对所有节点所上传行转发。ZigBee技术具有以下特点：的数据进行汇总、分析、存储和发送。具体功能有：一、建立(一)低功耗：ZigBee芯片一般都有多种电源管理模式，这ZigBee网络：二、接收由控制中心提供的各参考节点和移动节些管理模式可以有效的对节点的工作模式和休眠模式进行配点的配置数据；三、接受各节点反馈的有效数据经总线模块传置，从而使系统在不工作的时候可以将无线设备关闭。加之送至控制中心软件。ZigBee芯片的传输速率很

5、低。工作状态的发射功率仅为1mW，(二)网关节点的工作流程。参因此极大的降低系统功耗，节省了电池的能量。考节点和定位节点与监控终端PC机(二)成本低：随着工业技术的发展，芯片的价格现已降至十之间所有相关数据都经由它进行传几元人民币，低廉的价格也使得zigbee-~术在市场中广受欢迎。送。工作流程为：由控制计算机发送(三)时延短：节点收发数据产生的延迟时间，和节点状态命令，网关节点接收命令．首先分别由休眠变为激活的时间都非常的短。通常收发数据过程中所需命令的可用性。倘若可用，则根据命延迟时间约为30ms，节点状态改变时的延迟时间约为15ms。令判断控制计算机所需信息的节点，(四

6、)网络结构灵活、容量大：Zigbeel~支持单跳的数据传并向该节点发送命令，请求将相应数输方式，也支持由路由实现的多跳的数据传输方式。同时据传至网关。之后再将接收到的信息Zigbee支持星型、混合型和对等拓扑结构。网络中可同时容纳按既定格式发送给控制计算机，计算(图3-1)网关节点流程图256个节点进行数据的通信。机通过相应的传感器网络监控软件将节点状态显示出来。(五)安全：由于无线网络的通信信道为共享形式，因此五、参考节点程序设计ZigBee为避免出现的信道争抢冲突，采用CSMA—CA(Carrier参考节点是无线系统中固定的、明确位置坐标信息的节SenseMultiple

7、AccesswithCollisionAvoidance载波监听多路访点。参考节点可以由CC2430或者CC2431芯片来实现，本系统问冲突避免方法)；为保证数据不会丢失。ZigBee提供了基于循选择CC2431芯片作为数据处理模块。环冗余校验法(CRC)用于检测数据包的完整性。支持鉴权和认(一)参考节点的主要功能。参考节点具备三大功能：一、证。同时为了提高灵活性并且能够在MCU上运行，ZigBee提供创建一个无线网络，二、实现有线网与无线网之间数据的传三种安全模式．其中最高级别的安全模式采用高级加密标