基于ZigBee网络的室内定位系统的研究与实现

摘要

随着通信技术的不断发展和人们生活水平的逐步提高,人们对于定位和导航的需求也越来迫切,例如参观导航、资料的查找、寻找老人以及儿童、汽车导航等等。室外定位技术发展迅速,成果显著,但是在室内环境下,定位技术发展缓慢,主要是受到定位成本、定位精度以及复杂的室内环境等条件的限制。针对现有的室内定位系统存在的种种问题,本文设计并实现了一种基于ZigBee网络的室内定位系统。本系统设计可以满足低精度的室内物体定位的需要,同时本系统具有低成本、低功耗、低复杂度、方便部署和拆除等优点。
　　本研究的主要工作及成果如下:
　　1、对现有的室内定位技术、定位系统进行分析,总结现有的室内定位技术的优缺点,提出了基于ZigBee网络RSSI值的系统定位方案。
　　2、研究了ZigBee的Z-Stack协议栈以及网络拓扑,为系统的搭建提供了理论依据。
　　3、提出了一种改进的三角形加权质心定位算法,提高了定位的精度。
　　4、提出了定位系统的总体设计方案,并搭建了定位系统。其中包括完成了系统的硬件设计,定位程序的实现以及上位机软件的编写,并对定位系统进行了整体调试。
　　5、选择系统的测试环境,对本系统在测试场地进行实地测试。测试表明:本系统达到了最初设计的要求,是一个低成本、低复杂度、低功耗、易实现的系统。同时针对实验的不足,提出了后期的完善工作。

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第1章 引言

1.1 课题研究背景

1.2室内定位系统的分类

1.3 国内外研究现状

1.4 本文主要的研究内容及章节安排

第2章ZigBee技术概况

2.1 ZigBee技术简介及特点

2.2 IEEE802.15.4标准

2.3 ZigBee网络构成

2.4 Z-Stack协议栈

2.5 本章小结

第3章 定位算法的研究

3.1无线信号传播模型

3.2三角形加权质心定位算法

3.3 改进的三角形加权质心定位算法

3.4 数据仿真及分析

3.5 本章小结

第4章 基于ZigBee网络的室内定位系统的设计

4.1 定位系统框图

4.2 系统的硬件设计

4.3 系统的软件设计

4.4上位机设计

4.5 本章小结

第5章 定位系统测试

第6章 总结与展望

参考文献

致谢

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