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《基于ZigBee技術(shù)的無線定位算法研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、44儀表技術(shù)2010年第3期基于ZigBee技術(shù)的無線定位算法研究王健,王成長(上海大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院,上海200072)摘要:針對目前無線定位技術(shù)及其算法進(jìn)行了一定的研究,并提出了一種新的方法:閾值分段定位方法(ThresholdLocalizationMethod,TLM)。當(dāng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和參考節(jié)點(diǎn)距離在閾值距離以內(nèi)時采用改進(jìn)的RSSI測距法,建立一個特定環(huán)境中的信號傳播模型;當(dāng)距離在閾值距離以外時,采用基于LQI指示的DVHop算法,在傳統(tǒng)DV-Hop算法中引進(jìn)LQI來改善定位精度。無線收發(fā)采用ZigBee無線通信技術(shù)。關(guān)鍵詞:無線定位;ZigBee;接收信號強(qiáng)度指示
2、;距離矢量跳數(shù)法中圖分類號:TP39文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-2394(2010)03-0044-03ResearchoftheWirelessLocalizationAlgorithmBasedonZigBeeWANGJian,WANGChengzhang(SchoolofMechanical&ElectronicEngineeringandAutomation,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)Abstract:Accordingtoresearchesaboutcurrentwirelesslo
3、calizationalgorithmandtechnology,anewmethodcalledTLM(ThresholdLocalizationMethod)isproposed.Whenthedistancebetweenbeaconnodesandunknownnodesislessthanthethreshold,animprovedmethodonRSSIisusedandasignalpropagationmodelwouldbebuil.tOtherwise,theDVHopalgorithmbasedonLQIisused,thelocalizationpreci
4、sioncanbeimprovedafterLQIisinvolved.ThetechnologyofwirelesscommunicationusedinthispaperisZigBee.Keywords:wirelesslocalization;ZigBee;RSSI;DVHop一般來說,RSSI技術(shù)的基本原理是通過射頻信號1定位算法概述的強(qiáng)度來進(jìn)行距離估計,即已知發(fā)射功率,在接收節(jié)點(diǎn)定位算法有很多種,按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可以有很多測量功率,計算傳播損耗,使用理論或經(jīng)驗(yàn)的信號傳播不同的分類,比較常用的方法是三邊定位,這也是本文模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離。常用的傳播路徑損耗模采用的定位方
5、法的基礎(chǔ)。在一個二維坐標(biāo)系統(tǒng)中,最型有:自由空間傳播模型、對數(shù)距離路徑損耗模型、哈少需要到3個參考點(diǎn)的距離才能唯一確定一點(diǎn)的坐它模型、對數(shù)-常態(tài)分布模型等。經(jīng)測量驗(yàn)證,當(dāng)距離標(biāo)。無線定位技術(shù)在三邊定位的基礎(chǔ)上演變出一些比大于5m后RSSI變化很小,因此本文中定義閾值距離較好的方法:基于測距技術(shù)的定位和無須測距技術(shù)的為d=5m。定位。基于測距技術(shù)的定位主要有TOA、TDOA、2.2距離小于閾值A(chǔ)OA、信號強(qiáng)度測距法;不基于測距的定位算法主要找出特定環(huán)境中的RSSI和距離d的變化關(guān)系,便有:質(zhì)心法、凸規(guī)劃定位算法、距離矢量跳數(shù)的算法。可以進(jìn)行定位。目前許多無線收/發(fā)芯片都能提供本文采用的是
6、閾值分段定位方法(TLM)。首先定義RSSI檢測值,本文采用TI公司的CC2430系列芯片,一個閾值距離,當(dāng)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)和參考節(jié)點(diǎn)距離在閾值距可以直接讀取RSSI。當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)向另外一個節(jié)點(diǎn)發(fā)離以內(nèi)時采用改進(jìn)的RSSI測距法,即建立一個特定環(huán)送數(shù)據(jù)包時,在數(shù)據(jù)包的最后2個字節(jié)分別是RSSI和境中的信號傳播模型;當(dāng)距離在閾值距離以外時,由于LQI值。用CC2430實(shí)時讀取RSSI值,采用曲線擬合RSSI變化不明顯,因此采用基于接收鏈路質(zhì)量指示的方法得到一個特定環(huán)境的關(guān)系式。在一個預(yù)定的房(LQI)的DVHop算法,來改善定位精度。間內(nèi)分別記錄未知節(jié)點(diǎn)到各參考節(jié)點(diǎn)的RSSI和距離2TLM定位算
7、法設(shè)計di,得到距離和RSSI對應(yīng)組(di,Pr),最后根據(jù)每個參2.1閾值的確定考節(jié)點(diǎn)所測得的數(shù)據(jù),以d為X軸,Pr為Y軸,得到各收稿日期:2009-09作者簡介:王健(1953),男,教授,研究方向?yàn)榍度胧狡脚_開發(fā)、計算機(jī)實(shí)時測控系統(tǒng)。2010年第3期儀表技術(shù)45自的Pr~d曲線。將Pr~d的對應(yīng)關(guān)系繪制成二維變表1RSSI-d關(guān)系化曲線,根據(jù)試驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)繪成曲線圖,對曲線進(jìn)行d/mlgdRSSI/dBm擬合
