基于无线传感器网络的定位系统设计与实现

论文摘要

无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术组织构成的网络,它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输应用。这些应用一般不需要很高的带宽,但是对功耗要求却很高,大部分时间要求必须保持低功耗。无线传感器网络有着与传统网络明显不同的技术要求,前者以数据为中心,后者以传输数据为目的。无线传感器网络最初是由于军事需要发展起来的,随着无线传感器网络技术的逐步发展,它的应用也越来越广泛,现在已经从军事防御普及到社会的各个领域。无线传感器网络在各领域的应用,都要求它具有更小功耗、更低成本、以及更方便使用的性能,在这种情况下,ZigBee技术应运而生。ZigBee是一种新兴的短距离、低功率、低速率、低成本的无线接入技术。ZigBee比蓝牙技术更为简单,具有更低的传输速率和更低的功率消耗,主要用于近距离无线连接。ZigBee工作于无需注册的2.4Ghz ISM频段,传输速率为10m-250kb/s,传输距离为10-75m。本文的主要工作是,采用ZigBee组网协议,设计了一套基于无线传感器网络的定位系统。本文详细描述了系统的设计与实现过程,采用的路由协议,并结合上位管理软件,去完成数据的处理和传送。该系统具有协调器节点,多级路由节点和信息采集节点,可以自组织的形成网络,并可根据现场实际需求动态调整网络拓扑结构,从而降低了布网的复杂度。该系统于2007年在山东省科技馆展厅进行应用,同时该系统还可广泛应用于其他展馆、车库、超市、煤矿、医疗看护、消防等众多行业中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 本文背景介绍
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要目标
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 论文结构
• 第2章 需求分析
• 2.1 定位系统概述
• 2.2 系统整体描述
• 2.3 系统功能需求
• 2.4 系统性能指标
• 2.5 系统应用意义
• 第3章 定位系统的详细设计
• 3.1 硬件设计概述
• 3.2 节点设计
• 3.3 ZigBee网络的建立
• 3.4 系统的网络拓扑结构
• 3.5 定位算法实现
• 3.5.1 定位过程实现
• 3.5.2 定位算法实现
• 3.6 路由协议设计
• 3.6.1 协议概述
• 3.6.2 簇的形成
• 3.6.3 路由发现过程
• 第4章 定位系统的实现
• 4.1 系统简介
• 4.2 系统功能
• 4.3 系统实现
• 4.3.1 实现过程
• 4.3.2 输入项
• 4.3.3 输出项
• 4.4 游客功能区内定位
• 4.4.1 功能
• 4.4.2 界面设计
• 4.4.3 设计原理
• 4.4.4 输入项
• 4.4.5 输出项
• 4.5 游客参观路线查询
• 4.5.1 功能
• 4.5.2 界面设计
• 4.5.3 设计原理
• 4.5.4 输入项
• 4.5.5 输出项
• 4.6 展区关注度统计
• 4.6.1 功能
• 4.6.2 界面设计
• 4.6.3 设计原理
• 4.6.4 输入项
• 4.6.5 输出项
• 4.7 展区详细介绍
• 4.7.1 功能
• 4.7.2 界面设计
• 4.7.3 设计原理
• 4.8 展区当前游客数
• 4.8.1 功能
• 4.8.2 界面设计
• 4.8.3 设计原理
• 4.8.4 输入项
• 4.8.5 输出项
• 4.9 网络拓扑结构
• 4.9.1 功能
• 4.9.2 界面设计
• 4.9.3 设计原理
• 4.9.4 输入项
• 4.9.5 输出项
• 4.10 结构设计
• 第5章 定位系统的测试
• 5.1 系统总体实现
• 5.2 具体功能模块实现
• 5.3 测试结果
• 第6章 结论
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表