基于ZigBee的室内定位监测系统的设计与实现

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随着移动通信技术、低功耗嵌入式技术的迅速发展和无线网络技术的广泛应用,在室内进行无线定位监测的需求也日益剧增,特别是在复杂的室内环境中,比如大型写字楼、停车场、展览馆、老年公寓、甚至施工矿井等高安全等级的场所。在发生突发情况采取紧急安全措施时,获取室内目标的位置信息对掌握室内人员物资的情况起着至关重要的作用。ZigBee协议是一种短距离、低功耗的基于.4IEEE802.15标准的局域网协议。基于ZigBee的室内定位有着巨大的应用需求和商业潜力。接收信号强度法(RSSI)是ZigBee室内定位的一种定位方法,它根据接收信号的强度衰减与信号传输距离的关系确定节点间距,通过基于测距的定位算法可以在成本、功耗相对低的前提下获得可观的定位精度。但由于室内环境的复杂度不定,室内定位的稳定性和精度一直是该方法发展为实际应用的瓶颈。本文设计制作了包括基于CC2530的无线传感器网络节点、基于STM32的定位数据收集器和上位机监测客户端在内的一整套室内定位监测系统。无线传感器网络中的移动节点定时向周围广播时间戳信息,周围的固定节点获取移动目标的广播信号,提取出RSSI值并通过多跳的方式将定位信息传送到定位数据收集器,定位数据收集器通过以太网与PC机相连,把收集到的所有RSSI值等定位信息上传至上位机监测客户端,通过对现有算法的C语言移植和优化,在上位机实现室内移动目标的实时定位。通过复杂环境和条件下的定位测试,获得了可观的室内定位精度。
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