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基于ZigBee无线传感器网络的移动定位技术及应用

作　者: 徐可可
导　师: 杜国平
学　校: 南京理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: ZigBee技术移动定位折返跑 CC2430/2431
分类号: TP212.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 814次
引　用: 9次
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内容摘要

ZigBee技术作为一种新兴的低成本、低功耗、低速率短距离无线传感器网络技术,越来越多地用于环境监测、工业现场采集、智能家居和医疗护理等领域,其中基于ZigBee无线传感器网络的移动节点定位技术也日益受到关注。目前许多定位方法大都基于静态节点定位,对移动节点的定位研究尚不成熟,但在实际应用中,移动节点的位置信息相对于静态节点的位置信息更加重要,因此对移动节点的定位研究有其重要价值。论文介绍了基于ZigBee技术的应用设计平台,硬件以CC2430/2431为核心,外扩了串口RS-232、红外发射器、红外接收器等电路,软件上实现了ZigBee通信协议和定位算法,完成了基于ZigBee技术的实际项目——折返跑测试系统的设计和调试。论文探讨移动节点的定位方法和精度问题,着重阐述了参考节点数目、参考节点分布情况以及不同定位算法三个方面的实验与分析结果。论文研究结果表明,基于ZigBee无线传感器网络技术可以方便地构成实际的应用系统。采用典型的无线传感器网络的折返跑项目完成了无线组网、信号传感等功能。在移动节点定位方面,尽管定位误差较大,但通过增加参考节点的数目以及改进定位算法等,可以达到提高定位精度的目的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题的研究背景及意义  7
  1.2 国内外无线定位研究现状  7-8
  1.3 无线传感器网络及其定位存在问题  8-9
  1.4 论文主要工作及章节安排  9-11
2 ZigBee技术及无线传感器网络定位技术  11-27
  2.1 ZigBee技术  11-19
    2.1.1 ZigBee技术的主要特性及应用  11-12
    2.1.2 ZigBee技术的网络结构  12-17
    2.1.3 ZigBee技术的拓扑结构  17-18
    2.1 4 ZigBee技术的无线数据传输  18-19
    2.1.5 原语概念  19
  2.2 无线传感器网络定位技术  19-25
    2.2.1 无线定位技术的分类  20
    2.2.2 无线定位原理及方法  20-24
    2.2.3 无线定位方法的评价标准  24-25
  2.3 本章小结  25-27
3 ZigBee的应用平台设计  27-39
  3.1 ZigBee硬件平台设计  27-36
    3.1.1 主控芯片CC2430/2431  27-32
    3.1.2 天线电路设计  32-33
    3.1.3 微控制器单元设计  33-34
    3.1.4 外围电路设计  34-35
    3.1.5 硬件实物图  35-36
  3.2 软件开发平台  36-37
  3.3 本章小结  37-39
4 折返跑测试系统设计与实现  39-51
  4.1 软件实现  40-43
    4.1.1 星型结构组网实现  40-41
    4.1.2 串口驱动设计  41-42
    4.1.3 ADC模数转换驱动设计  42
    4.1.4 计时器驱动设计  42-43
  4.2 数据传输  43-48
    4.2.1 PC机与网关串口通信  45-46
    4.2.2 无线通信  46-48
  4.3 实验效果及分析  48-49
  4.4 本章小结  49-51
5 ZigBee技术的移动节点定位研究  51-63
  5.1 移动定位的软件实现  51-54
    5.1.1 网状结构组网实现  51-52
    5.1.2 定位过程数据交换流程图  52-54
  5.2 移动节点定位测试结果  54-56
  5.3 定位精度的提高  56-61
    5.3.1 不同RSSI值获取方式对定位的影响  57-58
    5.3.2 基于最小二乘法的定位精度提高  58-61
  5.4 本章小结  61-63
6 总结与展望  63-65
  6.1 本文总结  63
  6.2 工作展望  63-65
致谢  65-67
参考文献  67-69

基于ZigBee无线传感器网络的移动定位技术及应用

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