基于无线传感器网络的室内定位系统研究

摘要

近年来，随着无线传感器网络的快速发展，室内定位已成为无线传感器网络的研究热点，在室内环境下，常常需要确定设备持有者或物体的具体位置，然而影响定位的因素很多，不断改进定位系统并探索更为完善的定位方案是国内外研究的重要课题。
　　本文研究和实现了基于ZigBee技术的RSSI定位方案，基于此方案分析了系统设计需求并制定出总体设计方案，以CC2430/CC2431为核心进行了芯片电路设计和RS232串口电路设计，软件上实现了参考节点、盲节点和网关节点的设计，对搭建的定位系统进行测试分析，该系统在一定程度上满足了室内定位的需求，具有低成本、低功耗的特点，但同时存在一定的缺陷，ZigBee定位系统依赖于参考节点，定位容易受复杂环境的影响且仅局限于二维平面，该系统没有通过建立轨迹追踪模型实现移动物体的轨迹追踪。针对以上不足，本文研究了基于航位推算的定位方案，从系统成本和复杂度、参考节点的依赖性、定位范围和定位实现等方面对定位系统进行分析，该系统在一定程度上优于ZigBee定位系统，但航位推算定位存在长时间定位误差累积的缺点。在此基础上，本文提出了融合定位方案，即将航位推算定位和ZigBee定位融合在一起，通过仿真分析可知，融合定位方案能够弥补单一定位系统的不足，实现优势互补，为用户提供更为完善的室内定位服务。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2无线传感器网络和定位系统的研究现状

1.3论文的主要工作及章节安排

第二章 基于无线传感器网络的关键技术

2.1无线传感器网络体系结构

2.2 ZigBee无线通信技术

2.3 MEMS技术

2.4室内定位技术

2.5本章小结

第三章 室内定位系统设计

3.1系统设计需求和总体设计方案

3.2系统节点选择

3.3系统定位原理

3.4系统硬件设计

3.5系统软件设计

3.6本章小结

第四章 室内定位系统实现和测试分析

4.1系统实现

4.2系统测试

4.3系统测试结果分析

4.4本章小结

第五章 室内定位系统改进

5.1航位推算定位

5.2航位推算定位算法仿真分析

5.3航位推算定位和ZigBee定位的融合

5.4融合定位算法仿真分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文内容总结

6.2研究工作展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢