zigbee无线定位毕业设计ppt课件

1、基于Zigbee协议的无线定位网络在安保系统中的运用A ZigBee-based Application in Security through Wireless Location Networks 毕业设计文献综述课题背景引见GPS设备通常能耗高、体积大、本钱高，更适宜于空阔的室外环境，ZigBee技术的出现为小范围例如室内无线定位技术注入了新的希望，由于它具有低本钱，低功耗，易于组网等特点。本文提到的CC2431无线定位芯片由TI公司和摩托罗拉公司共同研发，它是一个带硬件定位引擎的芯片，能满足低功耗，符合IEEE 802.15.4规范。定位精度到达0.25米，误差在3米内。 无线定位系统的

2、国内外开展现状1992年，Active Badge系统产生于英国剑桥，是最早的室内定位系统之一。1998年，Microsoft公司开发出RADAR定位系统，它是基于RSSI技术的室内无线射频定位系统。2000年，MIT研制的Cricket系统是如今仍在运用的室内定位系统之一。2001年，AHLOS系统出现，它是一种混合定位系统。2002年，加利福尼亚大学的Calamari系统也是一种混合定位系统。 这几年兴起的定位技术还有基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的定位技术、基于Wi-Fi的定位技术以及基于ZigBee的定位技术等等。ZigBee技术简介ZigBee开展2000年，I

3、EEE 802.15.4规范出台。ZigBee联盟成立于2001年8月，2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦公司等四大公司加盟 ZigBee联盟，这一事件成为ZigBee技术开展的里程碑，到目前为止，加盟ZigBee联盟的不仅仅只需当初的四家公司，而是涵盖了IT领域以及其他行业的150多家企业。 ZigBee技术的主要特点低功耗：在低耗电待机方式下,2节5号干电池可支持1个节点任务624个月。低本钱：协议代码少，免专利费。低速率：数据传输速率在20250 kbps。近间隔：传输范围普通介于10100 m 之间,在添加RF发射功率后，亦可添

4、加到13 km。高容量：最多一个主节点可管理254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。免执照频段：采用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频段，2.4 GHz (全球)、915 MHz(美国)和868MHz(欧洲) 。 ZigBee与其他技术的比较 IrDA蓝牙Wi-FiZigBee工作频率红外线2.4G2.4G2.4G，868/915MHz有效物理范围20cm1.2m10m左右25100m10m100m最大传输速率16Mbps1Mbps11Mbps250kbps，20/40kbps网络节点273265000最大功耗数mw100mw100mw30mw

5、语音/数据支持数据语音、数据语音、数据数据ZigBee协议栈协议栈概述ZigBee协议栈的是由物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、网络层(NWK)和运用层(APL)组成的。其中，PHY层和MAC层协议由IEEE 802.15.4定义，网络层和运用层的协议由ZigBee联盟定义。而运用层又包含运用支持子层(APS)、运用框架(AF)、ZigBee设备对象(ZDO)和由制造商制定的运用对象。ZigBee协议栈体系图 ZigBee网络设备类型ZigBee网络系统共有三种逻辑设备类型：协调器：该设备初始化一个ZigBee无线网络。路由器：允许其他设备参与网络、多跳路由和辅助它的电 池供电的子终

6、端设备通讯。终端设备：可以有选择的进展休眠和唤醒。 ZigBee网络拓扑定位算法简介基于间隔的定位算法基于TOA的测距技术基于TDOA的测距技术基于AOA的测距技术基于RSSI的测距技术 其他定位算法引见质心定位算法APIT定位算法DV-Hop定位算法无线定位系统的实现硬件平台：CC2430/CC2431芯片引见CC2431硬件引擎引见软件平台：采用IAR Systems公司的IAR Embedded Workbench(简称EW)基于RSSI的定位算法：Pr(dBm)=A-10nlgr，A可 以看作信号传输lm远时接纳 信号的功率，n是传播因子 定位系统框架无线传感器网络实现定位功能的设备由

7、协调器(Location_dongle)、参考节点(Loeation_refnode)、定位节点 (Loeation_blindnode)三部分组成。协调器：1个，在实验中协调器(网关)选取1块网络 扩展板与1块CC2431模块组成。参考节点：4个，选择CC2430模块。定位节点：1个，选择CC2431模块。 实验系统搭建及演示实验节点分布图 不同环境下的A和N值的比较RSSI522.685log10(d)节点置于地面RSSI42.82.377log10(d)节点置于地上1米处 定位系统的实践丈量实际坐标（A39）N=25N=20测量坐标误差测量坐标误差0，50.5，6.022.40.75，6

8、.7538.10，01，128.31.25，0.526.95，05.25，0.2511.25.5，0.2511.25，56.25，4.526.96.25，5.025.05，2.55.0，2.010.06.25，2.7525.52.5，02.75，1.2525.52.75，0.511.20，2.51.0，2.520.00.25，2.757.12.5，53，4.7511.22.5，5.255.02.5，2.53，3.522.42.75，2.257.1 添加参考节点采集次数后定位效果实际坐标测量坐标误差2.5，02.5，0.255.0%0，2.50.25，2.257.1%2.5，52.25，4.511.25，2.55.25，2.011.22.5，2.52.25，2.55.0 添加温度采集功能片内温度传感器结论实验结论：经过实地丈量验证了基于RSSI定位系统的可行性。经过添加参考节点丈量次数，修正RSSI值可以提高接纳RSSI值的稳定性，从而提高定位系统的准确度，尤其是在定位节点密度不是很高的时候。从RSSI值拟合曲线可以看出，定位系统所处的环境对定位效果呵斥相应的影响，因此在实践运用中应尽量选择远离地面、墙壁和其它有能够对信号产生干扰的要素。 缺乏之处及未来改良测试环境