基于zigbee網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計及在醫(yī)院應(yīng)用

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1、基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計及在醫(yī)院的應(yīng)用ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringINDOORLOCATIONSYSTEMDESIGNBASEDONZIGBEENETWORKANDAPPLICATIONSINHOSPITALUniversityCode：10248Author：JinGuangyuStudentID:1070379119Mentor1：ZhouJingyuMentor2:XuYimingField：SoftwareEngineeri

2、ngDateofOralDefense：July5,2012SchoolofSoftwareShanghaiJiaotongUniversityJuly,2012基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計及在醫(yī)院的應(yīng)用基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計及在醫(yī)院的應(yīng)用摘要隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)實時定位系統(tǒng)展，定位技術(shù)越來越得到人們的關(guān)注，而GPS無疑是目前應(yīng)用最為廣泛的定位技術(shù)。然而定位需求不只局限于室外定位，室內(nèi)定位尤其在醫(yī)院、大型樓宇等安防方面有了更多的應(yīng)用需求。由于GPS系統(tǒng)在室內(nèi)定位領(lǐng)域的局限性：GPS信號易受建筑物的影響而導(dǎo)致信號強度大大衰減，其定位精度也明顯

3、下降甚至無法進(jìn)行工作。如何在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)精確定位將是定位技術(shù)亟待解決的問題。本文通過對室內(nèi)定位系統(tǒng)涉及的所有相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究和討論，提出并設(shè)計了一種基于ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，室內(nèi)定位地理信息構(gòu)建技術(shù)，質(zhì)心算法的加權(quán)改良方法等多種技術(shù)的無線室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)有效實現(xiàn)了在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境的精確定位，并且支持實時定位和軌跡回放。本文的主要工作和創(chuàng)新包括以下四方面：第一，本文研究并設(shè)計了一種室內(nèi)定位地理信息的構(gòu)建方法。根據(jù)AutoCAD圖紙解析，對其中所包含的地理信息進(jìn)行空間數(shù)據(jù)解析和坐標(biāo)變換，并建立室內(nèi)的地理信息數(shù)據(jù)庫，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲到空間數(shù)據(jù)庫中，然后通過室

4、內(nèi)定位數(shù)據(jù)實時顯示模塊，以電子地圖的方式展示給用戶。在理論上達(dá)到了空間信息采集的全面性和即時性，利用室內(nèi)地理信息提高了定位數(shù)據(jù)顯示的精確度。第二，本文分析研究了傳統(tǒng)RSSI質(zhì)心算法，并提出了一種基于傳統(tǒng)算法的改良算法，通過實驗證明該算法精度明顯要高于傳統(tǒng)質(zhì)心算法，并且隨著錨節(jié)點數(shù)量增加，傳統(tǒng)三角質(zhì)心算法的誤差趨于不變，但是加權(quán)質(zhì)心算法的誤差確一直隨著錨節(jié)點的增加而越來越精確。第三，系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方式采用軟、硬件相結(jié)合的方式。在硬件方面，采用8051單片機和CC2430/CC2431芯片的組合，實現(xiàn)ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件平臺的搭建，平臺主要有ZigBee傳感網(wǎng)絡(luò)模塊、

5、數(shù)據(jù)服務(wù)模塊和外部系統(tǒng)接口模塊三大部分組成。其次在軟件方面，系統(tǒng)采用C#開發(fā)語言編程，采用地理信息的構(gòu)建方法對醫(yī)院的AutoCAD地圖進(jìn)行解析，同時，再結(jié)合質(zhì)心算法計算出定位對象的坐標(biāo)數(shù)據(jù)信息，在電子地圖上實時顯示其軌跡，達(dá)到實時定位的效果。I基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計及在醫(yī)院的應(yīng)用第四，本文所設(shè)計實現(xiàn)的系統(tǒng)是以醫(yī)院的實際應(yīng)用為基礎(chǔ)，在實現(xiàn)基本室內(nèi)定位功能的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)做了性能的測試，實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)有較高的檢測率，較低的誤報率，和較快的檢測速度，不只可以達(dá)到較為滿意的實時定位效果，軌跡回放效果也更真實可信，能夠很好的滿足室內(nèi)定位的準(zhǔn)確率和實時性的要求?？?/p>

6、廣泛用于醫(yī)院內(nèi)部的醫(yī)療人員、物資和患者的實時定位，實時掌握醫(yī)護(hù)人員的物理位置，實現(xiàn)對醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員的實時調(diào)度、物資管理以及患者的有效監(jiān)控，提高醫(yī)院綜合管理效率，優(yōu)化管理流程。關(guān)鍵詞室內(nèi)定位，地理信息構(gòu)建，質(zhì)心算法，醫(yī)院應(yīng)用，ZigBeeII基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的設(shè)計及在醫(yī)院的應(yīng)用INDOORLOCATIONSYSTEMDESIGNBASEDONZIGBEENETWORKANDAPPLICATIONSINHOSPITALABSTRACTWiththedevelopmentofwirelesscommunicationtechnology,peoplepaymore

7、andmoreattentiontolocationtechnology,andit’snodoubtthatGPSiscurrentlythemostwidelyusedlocationtechnology.Thelocationrequirementisnotonlyconfinedtotheoutdoorlocation,indoorlocation,whichhasmoreandmoreapplicationrequirementsespeciallyinhospital,largebuildingsand