学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ZigBee的医院室内定位系统组网技术研究与实现

作　者: 杨晶晶
导　师: 饶若楠
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 多子网切换机制故障检测故障恢复容错 ZigBee Mesh网络
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 172次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着无线通信技术的发展,室内定位系统越来越受到人们的关注。ZigBee技术由于其低成本、低功耗、高可靠的特性,为定位系统的实现提供了很好的方案。但是,在面向医疗应用的医院室内定位系统中, ZigBee网络中的节点数将达到数千个以上,对于采用电池供电的节点,多级路由器存在能耗成本问题,基于单个协调器组网的ZigBee网络实际上最多只能包含三四百个节点。同时,基于单个协调器组网的ZigBee网络,数据传输负载压力大,丢包率严重,网络性能下降明显;而且协调器故障将造成整个网络瘫痪。针对上述问题,本文以医院室内定位系统实际项目为背景,在分析ZigBee协议和组网技术的基础上,提出了一种具有多子网切换机制的组网方法,该方法融合RFID技术,将一个大的ZigBee Mesh网络分成多个小规模的子网,而各子网间的连接依靠RFID作为中继设备,将RFID ID与各子网中参考节点的网络信息参数关联,通过上位机比较参考节点与定位节点的网络信息是否一致来判断定位节点是否需要切换网络。此外,本文还提出了一种双协调器冗余备份的容错机制,协调器备份节点每隔1秒主动查询协调器工作状态以检测故障,一旦发现故障并经上位机确认后,协调器备份节点接替故障协调器的工作。本文结合德州仪器公司的Z-Stack开发平台,采用CC2530片上系统,实现了上述组网方案并进行了实验分析,并在一个婴儿防盗系统中应用。实验和应用情况表明,该组网方式显著降低了数据传输延迟,是可行及有效的。基于ZigBee的医院室内定位系统组网技术研究与实现与其他室内无线定位系统相比,本文工作具有以下特点:(1)提出了一种具有多子网切换机制的组网方法。针对拥有3000多个节点的大规模基于ZigBee的室内定位应用需求,该组网方式将ZigBee与RFID技术融合,通过采用定位节点与上位机请求-应答模式,判断网络是否需要切换,从而有效地减少单个协调器的负载压力,提高网络的可靠性。(2)提出了一种具有协调器故障检测和故障恢复的容错机制。每层设置一个协调器备份节点,协调器备份节点每隔1秒周期性地检测协调器节点的状态,如果连续3次未收到协调器的应答信号,协调器备份节点就向上位机发送消息询问协调器是否故障,在收到上位机确认协调器故障消息后,协调器备份节点复制的协调器程序将被调用,替换故障协调器,从而保证了网络的稳定性。

基于ZigBee的医院室内定位系统组网技术研究与实现

内容摘要

全文目录

相似论文