基于Zigbee的区域定位通信系统的研究与实现

论文摘要

随着无线通信技术的发展与传感网络技术的成熟,人们对于各种定位服务的需求日益凸显。于是,各国相继推出例如GPS、伽利略、北斗等卫星定位导航系统,并不断扩大其民用范围以满足人们日益增长的服务需求。但是,这些卫星定位导航系统却普遍存在着服务价格偏高、定位环境固定等问题,当定位需求发生在室内或小型社区等半封闭区域时,GPS、北斗等卫星定位系统便会出现定位失灵、精度失准等问题,此时,便需要一种新型的区域定位通信系统来填补这一不足。本文针对现有定位通信等服务的不足,以一个大型货物仓库为实施对象,设计并实现了一套同时具有室内定位、语音通信、任务调度、车辆控制等功能的新型定位通信系统。该定位通信系统分为系统网关、定位辅助器、手持定位终端、车载定位终端与调度管理中心。本文按照设定的功能,对整个系统从硬件和软件两个方面进行设计,具体的研究实现结果如下：系统网关与调度管理中心相连,负责建立、维护无线传感网络,解析与下达由管理中心发出的调度管理命令,接收并上传定位终端返回的定位通信数据。此外,系统网关还是调度管理员实现与仓库工人语音通话的通信终端。定位辅助器是等间距安装在仓库各个拐角、走廊及房间内部,用来表示位置坐标已经确定,辅助定位终端实现定位功能的辅助性器件。定位辅助器与系统网关皆由Zigbee CC2430模块实现。手持定位终端与车载定位终端都是使用具有定位引擎的Zigbee CC2431实现。不同的是,车载定位终端除了实现两者共有的定位及语音通话功能外,还具有控制车辆移动,实现无人驾驶的功能。：调度管理中心以Microsoft Visual C++6.0为开发平台,设计了一款定位控制管理软件,可以实现的功能有：定位结果的可视化显示；根据任务需要生成货物搬运表并自动下达至需要执行任务的对应终端,由其配套LCD显示屏显示出来；能够对搬运车辆进行选择与控制,实现车辆的远程遥控。测试结果表明,系统工作稳定,定位良好,通话流畅,音质清晰,任务调度有效,车辆控制可行；在统一的调度管理平台上基本实现了对人员车辆的可视化定位,语音通话,任务调度,车辆控制等既定功能。本系统具有结构简单、成本低廉、性能稳定、适用性良好等特点,能够满足室内等半封闭区域定位及通信控制服务的需求,具有较为广阔的应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 选题依据
• 1.4 论文主要研究内容
• 第二章 系统设计方案及Zigbee概述
• 2.1 系统总体设计方案
• 2.2 ZigBee技术
• 2.3 IAR开发环境
• 2.4 ZigBee协议栈
• 2.5 ZigBee网络拓扑结构
• 2.6 本章小结
• 第三章 系统功能模块的设计与实现
• 3.1 网关设计
• 3.1.1 定位功能原理及实现
• 3.1.2 语音通信原理及实现
• 3.2 定位辅助器设计
• 3.2.1 定位辅助器硬件设计
• 3.2.2 定位辅助器软件设计
• 3.3 手持定位终端设计
• 3.3.1 手持终端定位功能的设计与实现
• 3.3.2 手持终端语音通话功能的设计与实现
• 3.4 车载定位终端设计
• 3.4.1 车载定位终端硬件设计
• 3.4.2 车载定位终端软件设计
• 3.5 调度管理中心设计
• 3.5.1 管理中心调度功能设计
• 3.5.2 管理中心定位功能设计
• 3.5.3 管理中心车辆控制功能设计
• 3.5.4 管理中心与系统通信
• 3.6 本章小结
• 第四章 系统测试与分析
• 4.1 定位功能测试与分析
• 4.1.1 测试地点与环境
• 4.1.2 定位器件的安装与设置
• 4.1.3 定位功能调试
• 4.2 语音通信功能测试与分析
• 4.2.1 测试地点与环境
• 4.2.2 单节点功能测试
• 4.2.3 语音传输性能测试
• 4.3 车辆控制测试与分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文