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近年来室内物品和人员的位置感知计算、基于位置的服务成为研究热点,如何确定室内环境中的人或物品的位置是基于位置服务的核心问题,因此室内定位系统是实现基于位置服务的基础。另一方面,随着计算机和嵌入式技术的发展,出现了WLAN,Bluetooth,RFID,UWB等无线网络技术,这些网络技术为室内定位系统的实现提供了新的解决方案。与这些网络技术相比,ZigBee是一种低成本、低功耗、低速率的无线连接技术,本文设计并实现了一种基于ZigBee网络的室内定位系统。在本文中,主要的工作和贡献有:
①对现有的室内定位技术进行综述,分析了室内定位系统的背景和研究现状,在对ZigBee协议的特点进行分析的基础上提出了利用ZigBee网络实现室内定位系统。与其它定位系统相比,该系统的主要优点在于低成本、低功耗、容易部署。
②研究ZigBee和IEEE802.15.4协议的特点,结合室内定位系统的需求给出了基于ZigBee网络的室内定位系统的详细设计方案。根据系统设计方案,分析了系统中各种ZigBee节点的功能需求,结合ZigBee协议特点给出了节点程序的具体实现方法。
③对于使用射频指纹方法的定位系统,信号能量强度的特征从本质上决定了系统的定位效果,因此本文通过大量实测数据分析总结了室内环境ZigBee网络中的信号能量强度的特征,讨论了这些特征对于定位效果的影响以及对于系统参数选择的启示。在此基础上,通过实际实验结果验证并评价了系统的性能,分析了系统参数对于系统定位效果的影响。