基于ZigBee的無線傳感器網絡節(jié)點定位技術研究.pdf

1、近年來隨著無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network，WSN)技術的快速發(fā)展，因其低成本、低功耗和易組網等優(yōu)點，因此得到了廣泛應用。在無線傳感器網絡中，傳感器節(jié)點大量分布在監(jiān)測環(huán)境中，并將采集到的數據信息上傳至上位機做進一步的分析處理，而對于所采集的信息只有結合其位置坐標才有意義，因此節(jié)點的位置信息就顯得非常重要。節(jié)點定位技術是無線傳感器網絡的關鍵技術，對網絡信息的有效性和準確性而言，它起到了至關重要的作用，如何在低

2、成本、低功耗的前提下，進一步實現高精度的準確定位，顯然已成為無線傳感器網絡應用中一個重要的課題，也是一個亟待解決的問題。
　　本文對無線傳感器網絡定位技術中的典型定位算法進行了詳細分析，指出了存在的一些問題。提出了改進的定位算法，并進行了仿真分析，同時利用ZigBee技術對定位系統(tǒng)進行了軟硬件設計，并對該算法的定位效果進行了測試驗證。
　　首先，目前定位算法有很多，但是都存在一些問題如硬件設施要求高、定位誤差較大、計算復雜、

3、通信開銷大和擴展性較差等。鑒于上述情況的現狀，在深入研究定位算法的基礎上提出了基于改進Voronoi圖的定位算法，該定位算法分為參考節(jié)點選擇和區(qū)域定位兩個方面，在利用RSSI測距方法選擇參考節(jié)點的放置方式和最佳計算單元的基礎上，再采用加權Voronoi圖的方法修正因RSSI測距產生的誤差，然后計算出未知節(jié)點的估算位置。通過對算法的仿真分析，結果表明該定位算法有效降低了定位誤差，與其它定位算法相比有較大優(yōu)勢。
　　其次，針對提出的定

4、位算法設計了一個無線定位系統(tǒng)平臺，利用ZigBee技術的特點和優(yōu)勢搭建了節(jié)點硬件部分，采用CC2530芯片設計了定位節(jié)點模塊電路，同時也設計了節(jié)點電源模塊的電路。此外，利用IAR開發(fā)環(huán)境和Z-Stack協(xié)議棧對CC2530節(jié)點進行軟件編程完成了系統(tǒng)的軟件設計，并對各節(jié)點的工作流程和節(jié)點間數據通信流程進行了程序設計。
　　最后，設置了UART串行通信測試和節(jié)點數據無線傳輸測試驗證了節(jié)點間以及與上位機的通信正常，然后進行了定位效果測試