【正文】 99. Seattle, Washington, USA:ACM/IEEE, 1999. 5968. [20] Jeffrey Hightower, Gaetano Borriello, Roy Want. SpotON: An Indoor 3D Location Sensing Technology Based on RF Radio Signal Strength[R].UW CSETechnical Report, 2020. 1 一 16. [21 」 Priyantha N, Chakraborthy A, Balakrishnan H. The cricket locationsupportsystem[C]. Proceedings of International Conference on Mobile Computing and Networking. Boston:ACM/IEEE, 2020. 3243. [22]土鴻鵬，土耀寬 .基十 Cricket 傳感器網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J]. if 一算機(jī)工程與應(yīng)用， 2020, 44 C2): 211215. [23] Savvides A, Han C C, Srivastava M B. Dynamic finegrained localization in adhoc works of sensors[C]. Proceedings of the 7th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking (MobiCom). Rome, Italy:ACM, . [24] , , , . A probabilistic room location service for wireless worked environments[Z].In Ubip, 2020， 18 一 34. 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Rangefree localization schemes for large scale sensor works[C].Proceedings of the 9th ACM Annual International Conference on Mobile Computing and Networking (MobiCom39。在張衛(wèi)東學(xué)長(zhǎng)的幫助下我克服啦重重困難，掌握了大量關(guān)于 ZigBee 方面的知識(shí)。在由我不知道什么是 ZigBee 到完成整個(gè) ZigBee 無(wú)線定位設(shè)計(jì)，是劉智導(dǎo)師給拉我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和幫助。 23 致 謝 感謝我的導(dǎo)師劉智老師。這樣可以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，更好的達(dá)到實(shí)時(shí)定位的要求； (3)本系統(tǒng)采用的樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)節(jié)點(diǎn)的擺放位置以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)參數(shù)的設(shè)計(jì)上都有很多的要求。但由于本人能力有限，未來(lái)對(duì)于基于 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線定位技術(shù)還需要有更多理論和實(shí)踐的研究，仍有許多地方有待進(jìn)一步研究，其中主要包括： (1)對(duì)定位算法有待進(jìn)一步的研究，可以使用多種算法相結(jié)合的方式來(lái)提高定位的精度，通過(guò)算法的優(yōu)化，期望可以用最少的參考節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)更高精度的定位性能 。出十節(jié)能方面的考慮，軟件設(shè)計(jì)上采用了休眠喚醒的機(jī)制，并目 _分析了系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)可 能遇見(jiàn)的問(wèn)題，并采取相應(yīng)的方法進(jìn)行了 解決，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的魯棒性能。 然后，對(duì)定位系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)所實(shí)現(xiàn)的不同功能完成了協(xié)調(diào)器、參考點(diǎn)以及移動(dòng)節(jié)點(diǎn)軟件部分的設(shè)計(jì)。我們這里利用它更低成本、更低功耗、且相對(duì)傳輸距離較遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行了系統(tǒng)定位模塊的設(shè)計(jì)。然后基十對(duì)網(wǎng)絡(luò)層的了解，分析了各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的適用范圍及實(shí)現(xiàn)的難易程度，并最終選擇了樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為系統(tǒng)的組網(wǎng)依據(jù)； 再次， 通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件部分的設(shè)計(jì)，使用了 CC2431 和 CC2430。論文主要完成的工作和結(jié)論如下： 首先，研究了現(xiàn)有的用十無(wú)線定位的算法以及當(dāng)今比較流行的幾種無(wú)線定位技術(shù)，并分析了現(xiàn)有的一些定位系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與不足，最后基十成本、 功耗、實(shí)現(xiàn)難易程度等方面因素的考慮，并結(jié)合具體應(yīng)用環(huán)境確定了本系統(tǒng)的最終設(shè)訓(xùn)一方案； 其次，對(duì) ZigBee 協(xié)議進(jìn)行了具體的研究，對(duì)各個(gè)層的協(xié)議規(guī)定都有了很深的了解。 21 第五章 結(jié) 論 近些年來(lái)， ZigBee 技術(shù)依靠其低成本、低功耗等優(yōu)勢(shì)占據(jù)了一部分無(wú)線通信市場(chǎng)，在人們生活中的各個(gè)領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。 (5)顯示動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)效果不理想，上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)性有待提高。根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，節(jié)點(diǎn)如果距離地面、墻壁等較近，影響無(wú)線傳輸距離。 (3) RSSId 和 LQId 模型建立的不精確，導(dǎo)致距離測(cè)量有較大的誤差存在。 (2)硬件平臺(tái)有待改進(jìn)，有效的無(wú)線傳輸距離較短。但定位效果仍不理想。它較好的實(shí)現(xiàn)了定位效果顯示功能 。室內(nèi)使用基于數(shù)值匹配的定位算法定位精度可以在 2m 以內(nèi)，但復(fù)雜度很大。這是一組 測(cè)試數(shù)據(jù)，從測(cè)試結(jié)果可知，在靠近墻壁的區(qū)域，定位誤差較大，在中心區(qū)域，定位誤差較小。特殊的環(huán)境，可以使用特定的方法。 18 開(kāi) 始結(jié) 束R S S I 取 平 均組 網(wǎng) / 入 網(wǎng)收 到 忙 節(jié) 點(diǎn)發(fā) 現(xiàn) 響 應(yīng) 命令發(fā) 送 R S S I 響應(yīng) 命 令等 待 上 位 機(jī)串 口 命 令發(fā) 送 平 均R S S I 值數(shù) 據(jù) 發(fā) 送到 P C接 收 盲 節(jié)點(diǎn) 數(shù) 據(jù) 包發(fā) 送 忙 節(jié) 點(diǎn) 發(fā)現(xiàn) 命 令 請(qǐng) 求收 到 R S S I 請(qǐng) 求 命 令節(jié) 點(diǎn) 為 協(xié) 調(diào) 器 ？收 到 3 0 0 個(gè) R S S I 值命 令 正 確 與 否NNNN 圖 38 網(wǎng)關(guān)的定位流程圖 19 入 網(wǎng) 成 功接 收 1 跳 參 考 節(jié) 點(diǎn) 的 平均 R S S I打 包 所 有 平 均 R S S I 值發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 包 到 協(xié) 調(diào) 器發(fā) 送 R S S I B l a s t 請(qǐng) 求 命令發(fā) 送 R S S I B l a s t收 到 位 置 查 詢 請(qǐng) 求 命 令開(kāi) 始3 0 0 次 發(fā) 送 完 ？接 收 到 R S S I 響 應(yīng) 命 令 ？發(fā) 送 完 畢 ？YNNN 圖 39 盲節(jié)點(diǎn)的定位流程圖 20 第四章 定位功能測(cè)試 測(cè)試條件與環(huán)境 任何一種定位空間，都有其特殊性。圖 38 為網(wǎng)關(guān)的定位流程圖，圖 39 為盲節(jié)點(diǎn)和參考節(jié)點(diǎn)的定位流程圖。其余部分 為參考節(jié)點(diǎn)功能程序。 考慮到網(wǎng)關(guān)除了組網(wǎng)和串口通信功能外，它可以作為參考節(jié)點(diǎn)使用，故只需要編寫(xiě)兩種節(jié)點(diǎn)程序即可。 17 協(xié) 調(diào) 器 參 考 節(jié) 點(diǎn) 盲 節(jié) 點(diǎn)網(wǎng) 絡(luò) 建 立通 信 正 常位 置 查 詢 請(qǐng) 求全 部 R S S I 平 均 值 圖 37 傳感器網(wǎng)絡(luò)定位通信流程圖 （ 5）盲節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)關(guān)。 (4)盲節(jié)點(diǎn)發(fā)送 RSSI 的數(shù)據(jù)包請(qǐng)求信號(hào)。 (3)參考節(jié)點(diǎn)預(yù)處理 RSSI 值。 (2)盲節(jié)點(diǎn)廣播 RSSI 值信號(hào)。 (1)主節(jié)點(diǎn)查詢未知節(jié)點(diǎn) 。因此，首先需要在硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的通信，可分為如下五步進(jìn)行 (數(shù)據(jù)量類型有定位算法決定，這里以 RSSI 為例 )。圖 36 所示模塊為網(wǎng)關(guān)。實(shí)際模塊效果如圖 35 和 36 所示。狀態(tài)指示電路如圖 34 所示。串口轉(zhuǎn)換電路如圖 33 所示。供電電路如圖 32 所示。其中，直流 (DC)電源模塊為 SV供電，使用電壓轉(zhuǎn)換芯片 AMS 獲得 電壓，該芯片能夠提供高達(dá) 500mA 的電流輸出，電路簡(jiǎn)單，僅需要兩個(gè) l0uF 的擔(dān)電容即可輸出 的恒定電壓。實(shí)際中的各種節(jié)點(diǎn)根據(jù)功能要求，分別選取所需部分電路焊接器件，即可完成各自功能。輔助功能模塊 PCB 制作無(wú)特殊要求。外圍器件尺寸盡量小 ， 可使用 0402 規(guī)格組容器件。建議無(wú)線通信模塊采用 PCB 雙層板，頂層用于信號(hào)線布線，底層用于電源和地布線，在無(wú)布線的開(kāi)放區(qū) 域采用少量過(guò)孔相連到地。本將CC2430 芯片引腳全部引出，便于定位功能模塊功能擴(kuò)展。 CC2430 射頻 模塊設(shè)計(jì) 無(wú)線通信模塊包括 CC2430 芯片及其相關(guān)外圍電路。 (11)開(kāi)發(fā)工具齊全，提供有開(kāi)發(fā)套件和演示套件 。 (9) IEEE MAC 層硬件可支持自動(dòng)幀格式生成、同步插入與 檢 測(cè)、16bit CRC 校驗(yàn)、電源檢測(cè)、完全自動(dòng) MAC 層安全保護(hù) ((CTR, CBCMAC, CCM)。 (7)內(nèi)部集成有 VCO, LNA, PA 以及電源整流器，采用低電壓 供電()。 (5)超低電流消耗 (RX: ， TX: )，高接收靈敏度 (95dBm)。 (3)數(shù)據(jù)速率達(dá) 250kbps，碼片速率達(dá) 2MChip/s。 CC2430 的主要性能參數(shù)如下 ： (1)工作頻帶范圍 :。 CC2430 芯片采用 CMOS 工藝生產(chǎn)，工作時(shí)的電流損耗為 27 mA。它沿用了以 13 往 CC2420 芯