基于ZigBee的无线三维目标定位研究

论文摘要

随着社会的不断发展进步以及无线传感器网络的广泛应用,人们对在各种场所中需要定位服务的需求日益增加,特别是在环境复杂的室内或者封闭条件下,例如地下停车场、矿井、大型超市、展览馆、机场大厅、医院等场所,常常需要确定目标或者物品所在的位置信息。但是受室内环境复杂等各种干扰因素的影响,目前较好的三维定位技术还不太完善,从而也无法很好的推广利用。因此,本文旨在设计一种低成本、低功耗,比较实用的无线网路传感器空间定位系统。本文的主要研究是基于ZigBee网络的三维目标定位的系统,研究的主要内容是：首先对目前的无线定位系统进行了研究和分析,并对其优缺点进行了比较；对无线传感器网络协议和工业标准进行了研究,并分析研究了以无线网络标准为基础的ZigBee技术；对基于测距和非测距的一些算法进行了研究,从系统实现的成本、精度、可行性以及适用性等方面分析,选择基于RSSI测距定位算法,并使用最小二乘法对结果进行了改善,提高了精度。硬件平台采用8051和Chipcon公司CC2430芯片集成的无线模块,模块程序的开发是以ZigBee协议栈为基础,程序的开发调试使用的是IAR编译器和调试器；最后利用MATLAB软件设计了系统的上位机界面,上位机负责算法的调用和位置计算功能,并显示待定节点的位置,最终实现定位。定位系统结果测试表明：该系统达到了实现三维空间低成本、低功耗等指标的要求。最后结合该系统的不足之处,给出了将来进一步改善的方法和思路。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无线定位系统的国内外研究现状
• 1.3 论文内容及结构安排
• 第二章 无线传感器网络的协议和工业标准
• 2.1 IEEE 802.15.4综述
• 2.2 ZigBee综述
• 第三章 无线传感器定位技术及算法
• 3.1 基于测距的定位技术
• 3.2 无需测距的定位技术
• 3.3 ZigBee定位方法研究
• 第四章 ZigBee定位系统设计
• 4.1 定位系统结构图
• 4.2 系统的硬件设计
• 4.3 系统的软件设计
• 4.4 定位系统测试
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录