ZigBee xbee模塊定位解決方案

經(jīng)典word整理文檔，僅參考，雙擊此處可刪除頁眉頁腳。本資料屬于網(wǎng)絡(luò)整理，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除，謝謝！Zigbee定位解決方案她)稱心如意的生日禮物。您很自然地掏出手機(jī)或PDA來解決如何選購時隨地顯示出您可能會感興趣的商品。射頻RF)技術(shù)有望使上述設(shè)想成為現(xiàn)實。有些ZigBeeRF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RFGPS相比，定位引擎在單芯片RF收發(fā)器中與MCU集成在一起，成本不及GPS硬件的1/10，功耗也只是GPS硬件的一小部分。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。其典型的應(yīng)用包括：·遙控開/關(guān)房屋中所有房間的燈具;·跟蹤碼頭倉庫的集裝箱起運情況;·跟蹤網(wǎng)站的設(shè)備。另外，當(dāng)新設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)時，該定位引擎能夠確定其物理位置，因此，它還能用于簡化無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置。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)點位置的方據(jù)交換，或者確定哪些節(jié)點直接與中央數(shù)據(jù)采集點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。到市場化解決方案(marketsolution)。這些具體的計算方法是：節(jié)集點，對節(jié)點位置進(jìn)行計算，最后，再將節(jié)點位置的相關(guān)參數(shù)傳回至PC或高性能的MCU。這種計算節(jié)點位置的方法之所以只適用于小型的網(wǎng)絡(luò)和有限的法在電池供電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。針對上述問題，CC2431采用了一種分布式定位計算方法。這種計算方法根據(jù)從距離最近的參考節(jié)點其位置是已知的)接收到的信息，對節(jié)點進(jìn)行本地計算，確定相關(guān)節(jié)點的位置。因此，網(wǎng)絡(luò)流量的著待測節(jié)點數(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。本文所提供的結(jié)果是根據(jù)對ZigBee網(wǎng)絡(luò)的測量得出的，然而，這些測量結(jié)果同樣適用于基于IEEE802.15.4協(xié)議構(gòu)建的更簡單的網(wǎng)絡(luò)。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)，計算所需定位的位置。在不同的環(huán)境中，兩個射頻之間的RSSI接收信號將會降低30dBm16個射頻的RSSIRSSI的變化最終將達(dá)到平均值。在RF需要計算定位位置的節(jié)點稱為待測節(jié)點。要求在參考節(jié)點和待測節(jié)點之間傳輸?shù)奈ㄒ恍畔⒕褪菂⒖脊?jié)點的X和YX和Y參考節(jié)點的數(shù)據(jù)測量得出的RSSI值，計算定位位置。將定位技術(shù)納入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)置不可或缺的一部分。ZigBee技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對家庭、辦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。典型的辦公場所都會配置ZigBee中的溫度傳感器、控制溫度調(diào)節(jié)裝置以及A/C導(dǎo)管。同時，每個房間還會安裝由ZigBeeZigBee射頻作為ZigBee協(xié)議棧上的參考節(jié)點所需的代碼容量通常小于1Kb。定位引擎從3~16個參考節(jié)點采集數(shù)據(jù)，并使用這些數(shù)據(jù)計算定1616個參考節(jié)點中信號最強(qiáng)的RSSI值。擴(kuò)大覆蓋范圍定位引擎的覆蓋范圍為64m×64m，然而，大多數(shù)的應(yīng)用要求更大的覆蓋范圍。擴(kuò)大定位引擎的覆蓋范圍可以通過兩種方法來實現(xiàn)：*提高參考節(jié)點的輸出功率，同時降低定位引擎計算結(jié)果的精度;*參考節(jié)點的定位計算。由于第二種方法能夠在定位引擎擴(kuò)大覆蓋面的同時不犧牲定位精度，因此更為可取。具體的工作原理是：網(wǎng)絡(luò)中的待測節(jié)點發(fā)出廣的X和Y坐標(biāo)。然后，計算與參考節(jié)點相關(guān)的其他節(jié)點的坐標(biāo)。最值，從而獲得待測節(jié)點在大型網(wǎng)絡(luò)中的實際位置見圖。圖1表明定位位置和信息路徑的ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)和室外環(huán)境中天花板地板的吸附作用。最佳的方案就是使各節(jié)點處于相同的高度，并遠(yuǎn)離地面、天花板以及墻壁。在實際的部署過程中要達(dá)到這種要求，是比較困難的。因此，盡量將參考節(jié)點固定在天RF信號向外和向下傳輸，同時將待測節(jié)點(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)。節(jié)點的這種設(shè)置方法實現(xiàn)了天花板和地板吸附作用的最小化，同時將實現(xiàn)在該場所中的行人或物體之間相互干擾的最小化。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個參考節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)現(xiàn)有表面將參考節(jié)點置于辦公室的角落位置，2中，8個參考節(jié)點分別用A~H8個字母來命名。圖2室內(nèi)辦公環(huán)境在6個選定的位置采集定位估計值數(shù)據(jù)，每一位置的定位數(shù)據(jù)平均有20個讀取點。相關(guān)測試結(jié)果如表1所示。表18個參考節(jié)點的室內(nèi)測試結(jié)果（所有數(shù)字的單位均為m）在采集8個參考節(jié)點的數(shù)據(jù)后，將6個新增的參考節(jié)點添加到系統(tǒng)中。接下來，在4個相同的位置，重新進(jìn)行定位估計測算，觀察這些新增的參考節(jié)點對定位估計值的影響。14個參考節(jié)點的測量結(jié)果如表2所示。圖214個參考節(jié)點的室內(nèi)測試結(jié)果（所有數(shù)字的單位均為m）當(dāng)節(jié)點位置進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍時，定位的精確性將明顯提高。高。在本試驗中，增設(shè)6個參考節(jié)點后，4個位置的定位精確性都會有所提高，同時降低了各定位報告位置的標(biāo)準(zhǔn)偏差(一致性。提高精確性定位引擎采用來自附近參考節(jié)點的RSSI測量值來計算待測節(jié)點的位置。RSSI將隨著天線