【正文】 接口，它是節(jié)點核心部分。為了降低開發(fā)成本，硬件平臺沒有按節(jié)點功能分別單獨設計，而是將所有功能放在了一個平臺上。 圖31 節(jié)點硬件設計框圖 GHz射頻系統(tǒng)單芯片。它使用1個8位MCU(8051)，具有128 KB可編程閃存和8 KB的RAM，還包含模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)、幾個定時器(Timer), AES 128協(xié)同處理器、看門狗定時器(Watchdog timer),32 kHz晶振的休眠模式定時器、上電復位電路(Power On Reset)、掉電檢測電路(Brown out detection)，以及21個可編程vo引腳。在接收和發(fā)射模式下，電流損耗分別低于27 mA或25 mAo CC2430的休眠模式和轉(zhuǎn)換到主動模式的超短時間的特性，特別適合那些要求電池壽命非常長的應用。 (2)采用IEEE 。 (4)采用OQPSK調(diào)制方式。 (6)抗鄰頻道干擾能力強(30/45dB)。 (8)輸出功率編程可控。 (10)與控制微處理器的接口配置容易(4總線SPI接口)。 (12)采用QLP48封裝，外形尺寸只有7x7mm。由于CC2430將8051內(nèi)核與無線收發(fā)模塊集成到了一個芯片當中，從而簡化了電路設計過程，省去了單片機和無線收發(fā)芯片之間接口電路的設計，縮短了硬件開發(fā)周期。對射頻電路來說，解決好器件間干擾問題是至關重要的。另外，務必使CC2430芯片底部可靠接地。如果使用PCB天線，為了減少板材對PCB天線的影響，使天線獲得最佳性能，可以采用RF4板材， mm。 輔助功能模塊包括供電電路、串口電路、功能指示電路等。 (1)供電電路設計 根據(jù)ZigBee多種節(jié)點用電特點，供電電路設計了兩種方式，電池供電和直流(DC)電源模塊供電，使用單刀雙擲開關實現(xiàn)兩種供電方式間的切換。電池供電方式采用2節(jié)AA電池供電。 圖32 供電電路 (2)串口轉(zhuǎn)換電路 串口轉(zhuǎn)換電路采用美信公司的MAX3232雙通道轉(zhuǎn)換芯片，工作電壓范圍為3V ，該電路主要用于協(xié)調(diào)器與PC之間的串口電壓轉(zhuǎn)換。 圖33 串口轉(zhuǎn)換電路(3)狀態(tài)指示電路加蜂鳴器、指示燈等器件用于定位節(jié)點狀態(tài)指示。圖34 狀態(tài)指示電路除了上面介紹的幾種功能電路外，還包括復位電路、按鍵電路和JTAG下載電路等。其中，圖35中所示模塊為盲節(jié)點和參考節(jié)點。 圖35 盲節(jié)點和參考節(jié)點的模塊圖 圖36 網(wǎng)關模塊圖無線傳感器網(wǎng)絡定位的基本思想是盲節(jié)點將周圍所有的一跳范圍內(nèi)的參考節(jié)點的信號強度(RSSI)返回到網(wǎng)關，由網(wǎng)關將信號強度值傳送到上位機監(jiān)測軟件，上位機軟件調(diào)用相應的定位算法，計算出盲節(jié)點的坐標位置并實現(xiàn)必要的顯示。圖37為傳感器網(wǎng)絡定位通信流程圖。在協(xié)調(diào)器節(jié)點(協(xié)調(diào)器)成功建立網(wǎng)絡后，網(wǎng)關要查詢盲節(jié)點的位置信息，首先要給該節(jié)點發(fā)送定位請求信號，通信方式為廣播方式，保證所有的盲節(jié)點都可收到該查詢請求。盲節(jié)點接收到查詢請求命令后，廣播一系列(如300次)RSSI值，在數(shù)據(jù)包中設定跳數(shù)為1，從而保證只有在一跳范圍內(nèi)的參考節(jié)點才能接收到該數(shù)據(jù)包。一跳范圍內(nèi)的參考節(jié)點接收到RSSI Blast信號，記錄該盲節(jié)點的RSSI值，由于墻壁、行人等多種環(huán)境干擾源的存在，RSSI會出現(xiàn)一定幅度的擾動，因此各參考節(jié)點可對接收到的RSSI進行適當預處理(如使用高斯概率模型處理)，對預處理后的RSSI值作平均。接收到數(shù)據(jù)包請求命令信號后，參考節(jié)點將各種所需參量按一定格式打包，發(fā)送到盲節(jié)點。盲節(jié)點按照一定規(guī)則，將數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)關。網(wǎng)關特有的功能用虛線標出。下面簡要介紹一下各類節(jié)點工作流程圖。兩種流程圖都是基于命令調(diào)用模式的。樓宇內(nèi)定位，主要空間就是走廊和房間。 在室內(nèi)環(huán)境中，測試結(jié)果如表41所示。圖41 房間內(nèi)測試結(jié)果 從多次測試結(jié)果分析可知，在40m距離上，定位精度為3m。上位機定位監(jiān)測軟件ZLocation_Engine。 根據(jù)實驗情況，可以知道，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一定的定位功能，達到了設計目的。分析原因有以下幾條: (1)定位節(jié)點天線非理想全向天線，而基于RSSI和LQI的距離定位方法都是假定天線為理想全向的。為保證定位精度，需要較高的節(jié)點密度，不利于降低實際應用成本。 (4)節(jié)點放置位置有待優(yōu)化。在一個具體應用中，應該找出來一個較合理的節(jié)點放置高度。 (6)傳輸模型的建立依賴硬件平臺，硬件平臺改變，即使測試環(huán)境不變，整個傳輸模型也需要重新建立。本文就是在ZigBee技術組網(wǎng)的基礎上，設計了一個無線定位系統(tǒng)，再次拓寬了ZigBee技術的應用領域，然后又結(jié)合具體的實際環(huán)境，將系統(tǒng)應用到了小區(qū)的室外停車場中。依據(jù)本系統(tǒng)所使用的協(xié)議棧的特點，進行了本定位系統(tǒng)應用Profile的設計，自定義了一系列用于定位系統(tǒng)的Cluster。由于其剛剛問世不久，所以對它了解的人不是很多。經(jīng)過實際測試，證明該模塊的性能在定位系統(tǒng)的應用上要好于現(xiàn)有其他ZigBee模塊。利用滿足ZigBee2006規(guī)范協(xié)議棧，實現(xiàn)了本定位系統(tǒng)的軟件程序編寫。本定位系統(tǒng)的設計基本達到了預期的要求，目前在較為理想的環(huán)境中可以滿足移動節(jié)點的定位需求，系統(tǒng)因其更低成本、較低的功耗等特點，且具有較高的實用價值。 (2)由于系統(tǒng)的設計中，涉及到很多算法的軟件實現(xiàn)，本系統(tǒng)中所有的數(shù)學運算都是由單片機本身處理的，因此為了提高運算的速度，我們可以考慮和專門的運算處理器相結(jié)合的方式來進行今后定位系統(tǒng)的設計。新出的ZigBee Pro規(guī)范對網(wǎng)狀網(wǎng)絡的實現(xiàn)進行了更好的定義，今后可以通過使用滿足ZigBee Pro規(guī)范的協(xié)議棧來實現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，從而使系統(tǒng)有了更好的網(wǎng)絡自愈功能； (4)在今后更大更復雜的網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡的同步也是一個值得注意的問題，我們可以通過使用信標幀等方式來實現(xiàn)網(wǎng)絡同步要求，從而可以提高整個網(wǎng)絡的性能。在劉智老師的諄諄教導下， 我的畢業(yè)設計及論文順利完成 。同時感謝我的研究生學長張衛(wèi)東。 最后謝謝長春理工大學能給我一次在大學中發(fā)展的機會，走向社會也不會忘記我的母校——長春理工大學。2003). San Diego, CA, USA: ACM, .[ 10]安詢，蔣挺，[j].計算機工程與應用，2007, 43(20):136138.[11]土磊，土月清，[fJ].東南大學學報(自然科學版)，2006, 36(增刊I): 201203 .[12] , . DVbased Positioning in Ad Hoc Networks[J].KluwerJournal of Telemunication Systems, 2003, 22(1):267280.[13] Nagpal R. Organizing a global coordinate system from local information on anamporphous puter[Z]. AI Memo 1666, MIT AI Laboratory, 1999.[ 14]袁書明，[[J].全球定位系統(tǒng)，2002, 27(1): 2427.[15] Bulusu N, Heidemann J, Estrin D. GPS一less low cost outdoor localization for very small devices[J].IEEE Personal Communications, 2000, 7(5): 28一34.[16] , . Special Issue on Global positioning System[Z].Proceedings of the IEEE, 1999, 87(1):3一15.[17][[J].現(xiàn)代兵器，2002(1): 45.[18] Want R, Hopper A, Falcao V, Gibbons J. The active badge location system[J].ACM Trans. on Information Systems, 1992, 10 (1):91一102.[19] Andy Harter, Andy Hopper, Pete Steggles, Andy Ward, Paul Webster. The Anatomy of a ContextAware Application[C].Proceedings of the Fifth Annual ACM/IEEE International Conference on Mobile Computing and Networking,MOBICOM39。s thesis,University of California at Berkeley, 2002.[26]吳雨航，吳才聰，[N].中國測繪報,2008年1月29口(第003版).[27]陳震，[[J].中國無電管理，2003 (6) : 45 .[28]康柏發(fā)布GSM無線定位解決方案[[J].廣東通信技術，2002(3).[29][EB].: //. cs s. . /S how. aspx?ItemID=2 51，2005一0922.[30]( WiFi RTLS)在醫(yī)療領域的應用[EB] . , 20090227.[31][EB] . . /zigbeesolution. html無線定位.[34]李文仲，段朝玉. ZigBee2006無線網(wǎng)絡與無線定位實戰(zhàn)[M].北京:北京航空航天大學出版社，2008.