zigbee定位解決方案報(bào)告書和技術(shù)原理(參考版)
2025-04-25 22:33本頁面
【正文】 。閱讀過后，希望您提出保貴的意見或建議。閱讀和學(xué)習(xí)是一種非常好的習(xí)慣，堅(jiān)持下去，讓我們共同進(jìn)步。您好，歡迎您閱讀我的文章，本W(wǎng)ORD文檔可編輯修改，也可以直接打印。另外，定位引擎技術(shù)還能運(yùn)用現(xiàn)有的 ZigBee 基礎(chǔ)設(shè)施來確定網(wǎng)絡(luò)中的位置。因此，應(yīng)盡量使用在各方位都具備相同發(fā)射能力的全向天線。增加節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，則可降低對各節(jié)點(diǎn)具體測試結(jié)果的依賴性，同時(shí)全面提高精確度。RSSI 將隨著天線設(shè)計(jì)、周圍環(huán)境以及包括若干其他因素在內(nèi)的其他附近 RF 源的變化而變化。在本試驗(yàn)中，增設(shè) 6 個(gè)參考節(jié)點(diǎn)后，4個(gè)位置的定位精確性都會有所提高，同時(shí)降低了各定位報(bào)告位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差(一致性)。圖2 14個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的室內(nèi)測試結(jié)果（所有數(shù)字的單位均為m）當(dāng)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍時(shí)，定位的精確性將明顯提高。接下來，在 4 個(gè)相同的位置，重新進(jìn)行定位估計(jì)測算，觀察這些新增的參考節(jié)點(diǎn)對定位估計(jì)值的影響。相關(guān)測試結(jié)果如表1所示。在圖 2 中，8 個(gè)參考節(jié)點(diǎn)分別用 A~H 8個(gè)字母來命名。定位引擎的精確性為了確保定位引擎的室內(nèi)性能，在辦公環(huán)境中將采用具有 8 個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。因此，盡量將參考節(jié)點(diǎn)固定在天花板的高度或低于天花板的高度，并使天線倒置以使 RF 信號向外和向下傳輸，同時(shí)將待測節(jié)點(diǎn)(手持或固定于設(shè)備)放置在人的腰部以上、頭部以下位置(此處提到的高度是以人站立在該環(huán)境中為標(biāo)準(zhǔn)的)。最佳的方案就是使各節(jié)點(diǎn)處于相同的高度，并遠(yuǎn)離 地面、天花板以及墻壁。最后，對定位引擎中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并考慮距離最近參考節(jié)點(diǎn)的偏移值，從而獲得待測節(jié)點(diǎn)在大型網(wǎng)絡(luò)中的 實(shí)際位置(見圖1)。具體的工作原理是：網(wǎng)絡(luò)中的待測節(jié)點(diǎn)發(fā)出廣播信息，并從各相鄰的參考 節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，選擇信號最強(qiáng)的參考節(jié)點(diǎn)的 X 和 Y 坐標(biāo)。* 在一個(gè)更大的范圍布置參考節(jié)點(diǎn)，并利用最強(qiáng)的信號進(jìn)行相關(guān)參考節(jié)點(diǎn)的定位計(jì)算。擴(kuò)大覆蓋范圍定位引擎的覆蓋范圍為 64m64m，然而，大多數(shù)的應(yīng)用要求更大的覆蓋范圍。定位引擎從3~16 個(gè)參考節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，并使用這些數(shù)據(jù)計(jì)算定位位置。同時(shí)，每個(gè)房間還會安裝由 ZigBee 控制的燈具開關(guān)和設(shè)備，而這些設(shè)備又易于作為定位引擎的參考節(jié)點(diǎn)。隨著 ZigBee 設(shè)備在樓宇基礎(chǔ)設(shè)施中的安裝數(shù)量不斷增多，ZigBee 將 會在家庭和辦公自動化方面擁有更為廣闊的應(yīng)用前景。將定位技術(shù)納入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議一些采用定位引擎的應(yīng)用可能要求放置若干個(gè)參考節(jié)點(diǎn)，以作為基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置不可或缺的一部分。要求在參考節(jié)點(diǎn)和待測節(jié)點(diǎn)之間傳輸?shù)奈ㄒ恍畔⒕褪菂⒖脊?jié)點(diǎn)的 X 和 Y 坐標(biāo)。其依據(jù)的理論是：當(dāng)采用大量的節(jié)點(diǎn)后，RSSI 的變化最終將達(dá)到平均值。例如，當(dāng)兩個(gè)射頻之間有一位行人時(shí)，接收信號將會降低 30dBm。定位引擎技術(shù)定位引擎根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)中臨近射頻的接收信號強(qiáng)度指示 (RSSI)，計(jì)算所需定位的位置。另外，由于網(wǎng)絡(luò)流量會隨著待測節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而成比例遞增，因此，CC2431 還允許同一網(wǎng)絡(luò)中存在大量的待測節(jié)點(diǎn)。這種計(jì)算方法根據(jù)從距離最近的參考節(jié)點(diǎn)(其位置是已知的)接收到的信息，對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行本地計(jì)算，確定相關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置。因此，高流量負(fù)載加上帶寬的不足限制了這種方法在電池供電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。這就是典型的數(shù)據(jù)密集型計(jì)算，并且需要配置一臺 PC 或高性能的 MCU。當(dāng)通過基于軟件的計(jì)算方法來確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置時(shí)，就需要考慮到市場化解決方案 (market solution)。后臺設(shè)備大多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)都要求具備一種確定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置的方法。跟蹤網(wǎng)站的設(shè)備。跟蹤碼頭倉庫的集裝箱起運(yùn)情況。遙控開/關(guān)房屋中所有房間的燈具。該種定位引擎既可用于室內(nèi)，也可用于室外，而且只要有現(xiàn)成的 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)，就無需安裝移動的接收天線。有些ZigBee RF 設(shè)備中內(nèi)嵌的定位引擎可以與室內(nèi) GPS 系統(tǒng)相媲美，其內(nèi)嵌的定位引擎使用 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的 RF 基礎(chǔ)設(shè)施來計(jì)算事物或人所處的位置。移動手持終端設(shè)備上還將隨時(shí)隨地顯示 出您可能會感興趣的商品。您很自然地掏出手機(jī)或 PDA 來解決如何選購生日禮物的問題。ZigBee聯(lián)
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