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文檔簡介
1、全球衛(wèi)星定位服務(wù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘I钪幸环N必不可少的通訊服務(wù),但由于衛(wèi)星距離地面遙遠(yuǎn),信號微弱,要穿透墻壁等障礙物非常困難,導(dǎo)致目前的定位服務(wù)基本無法覆蓋到室內(nèi)。而隨著生活水平的提高,人們對精確個(gè)人定位的需求越來越高,如救護(hù)人員需要確切知道傷員在哪層樓哪個(gè)房間;顧客希望在大型商場內(nèi)準(zhǔn)確找到商家甚至貨品的位置;礦工在井下通過定位系統(tǒng)進(jìn)行逃生和營救等等。
本文的重點(diǎn)就是要實(shí)現(xiàn)一種實(shí)用的室內(nèi)定位系統(tǒng),具備成本低、功耗小、定位精度高的
2、特點(diǎn),同時(shí)要解決系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)可能遇到的定位范圍擴(kuò)展、信號優(yōu)選、數(shù)據(jù)平滑等問題,為廣域定位系統(tǒng)提供補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)定位。
本文的主要工作有三個(gè)部分:一、根據(jù)無線實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理,結(jié)合Zigbee無線通信技術(shù)的特點(diǎn),分析定位算法的原理及工程設(shè)計(jì);二、基于Zigbee技術(shù)的定位網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì);三、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套小型Zigbee無線實(shí)時(shí)定位系統(tǒng),并通過實(shí)際測試結(jié)果證明系統(tǒng)的可行性。
要實(shí)現(xiàn)無線定位,首先要找到一個(gè)與距離相
3、關(guān)的系統(tǒng)參數(shù),在Zigbee系統(tǒng)中,就是接收信號強(qiáng)度,即RSSI。本文研究了基于RSSI的距離估算方法,并結(jié)合實(shí)踐,設(shè)計(jì)了RSSI的過濾算法,分析了算法常量的取值方法。而要構(gòu)建一套可實(shí)用的無線定位系統(tǒng),除了基本的定位算法的實(shí)現(xiàn)外,還需要對定位的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,因此,本文還研究設(shè)計(jì)了在實(shí)際應(yīng)用中需要用到的一些優(yōu)化算法,包括為了提高計(jì)算精度而使用的信號優(yōu)選算法,為了擴(kuò)充定位范圍的定位擴(kuò)展算法,以及為了減少數(shù)據(jù)毛刺、增加定位準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)平滑算法
4、等。
在系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分,主要研究了基于Zigbee技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分類,并從這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中選擇了最適于定位網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同時(shí),還對定位網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計(jì),包括架構(gòu)中的各組成部分的定義。
為了進(jìn)行最后的驗(yàn)證,本文使用TI的集成電路芯片CC2430/CC2431設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一套小型的無線定位系統(tǒng),可對測試節(jié)點(diǎn)的位置進(jìn)行計(jì)算,并結(jié)合終端工具實(shí)時(shí)顯示測試節(jié)點(diǎn)的位置。在應(yīng)用驗(yàn)證階段,正是使用這套系統(tǒng)進(jìn)行的驗(yàn)證測試,
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