基于ZigBee的无线定位系统设计+电路图+程序(2)
3.3.1 信道模型分析.15
3.3.2 基于RSSI算法的缺陷.16
3.3.3 算法改进分析.18
3.4 仿真分析20
3.5 本章小结22
4 ZigBee定位系统硬件设计 23
4.1 总体方案设计23
4.2 CC2530最小系统设计24
4.2.1 CC2530芯片主要特性.24
4.2.2 CC2530引脚功能介绍.24
4.2.3 CC2530最小系统.25
4.3 功能模块设计27
4.4 本章小结28
5 ZigBee定位系统软件设计29
5.1 ZigBee 协议栈移植及设计. 29
5.2 ZigBee 设备组网设计. 31
5.3 定位节点软件设计31
5.4 协调器与 PC机通信实现. 33
5.5 本章小结34
6 总结与展望. 35
6.1 总结35
6.2 展望35
致 谢 37
参考文献 38
附录 40
附录一：电路图40
附录二：元器件列表41
附录三：部分软件程序41
1 绪论随着世界的进步，人们对于先进科技的要求越来越高，因此许多新的技术不断涌现。其中 ZigBee 技术和无线定位技术被广泛使用，本文依据这两种技术设计了基于 ZigBee 的定位系统。
1.1 课题背景由于通信技术和无线技术的不断发展， 人们在实际生活中对于无线网络的需求越来越高， 尤其是无线定位越来越成为当今世界发展的焦点。 在当今的世界里，已经设计的较完善的定位系统有GPS、Glonass 和 Compass 北斗星定位系统[1]。但是这些定位系统的信号大大受建筑物的影响， 当应用于定位于室内的时候往往不能达到理想的效果，比如在商场里的导购定位，车站出口的人员定位，火灾现场遇难群众的定位还有儿童的定位等情况中， 以上定位系统都不能满足我们的需要， 那么这个时候我们就需要设计一种可以应用于一定范围内的定位精度高的定位系统。近些年 WSN技术正慢慢的发展起来，然而在诸多短距离无线通信技术中，Zigbee 技术以其结构简单、低价格、低功耗、低传输率以及灵活的网络拓扑结构等诸多优点，成为了广泛的应用于WSN的定位技术[2]。由于 ZigBee 技术的迅猛发展，许多实用的 ZigBee 硬、软件支持的开发工作已经陆续展开，从而让基于 ZigBee 无线网络定位技术获得了快速发展。特别是ZigBee 定位系统的研发已经变成了一个热门领域。
1.2 国内外研究与发展现状
1.2.1 几种不同的室内定位技术(1)红外线室内定位技术红外线 IR 标识发射器发射红外线，由室内的光敏传感器接收，红外线室内定位能够较精确的实现定位的目的，但是红外线不能够穿过这些障碍物，因此它的定位精度会受到很打的影响。(2)超声波定位技术由发射装置发射超声波，在超声波传递的过程中，由于受到障碍物的阻拦，它会产生反射由此产生了回波，这些回波在再由特殊装置接收。然后再根据发射和接收的时间差值来推算距离。 超声波定位技术结构简单， 精度高， 但是成本高，抗干扰能力较差。(3)蓝牙定位技术蓝牙定位技术采用根据测量信号的强度来进行计算位置的方法。 这是一中短距离的低功耗的无线传感技术，该技术功耗小，集成电路简单，成本低，可移植性强。(4)射频识别技术体积较小，成本低，但是传输距离短，不具有通信能力。(5)超宽带技术超宽带技术通过发射和接收极窄脉冲来传输数据，其特点是穿透能力强，能耗低，抗干扰能力强，安全性高等。(6)Wi-Fi 技术易于安装，所需基站少，定位精度高，但是抗干扰能力差，而且能耗较高。(7)Zigbee 技术Zigbee 技术具有低速率，低功耗，可靠性高数据安全，时延短，成本低廉，网络容量大等特点，方便嵌入各种设备使用，可以适用于各种复杂的环境。
1.2.2 无线传感网络国内外研究现状在二十世纪末期，美国率先开始研究了无线传感网络，开展了 DSN、WINS、Smart Dust、UAMPS、WEBS、SCADDS、CENS 等众多与 WSN 有关的重要研究项目[3]。许多美国大学如麻省理工学院，加州大学也陆续开展了对该技术的研发[4]。还有一些大型的开发公司（如英特尔，惠普，德州仪器，罗克韦尔等）开始与大学、科研院所协作，逐步对无线传感器网络的研究和开发工作[5]。他们制定了一些相关行业标准，并在许多方面获得了非常重要的成就，这大大推进了无线传感网络技术以后的发展。之后，许多国家陆续的开始了对这项技术的研究，该项技术已经成为了世界上技术研发的一个热门。与此同时，中国也加入了对于这项技术的研发的队列之中，诸多项技术也紧紧跟随者世界先进的水平。在中国推出了许多政策来推进基于 ZigBee 技术的定位系统的研发，目前已经开始对很多的项目进行了投资。国家也推行了许多政策来促进该技术的发展。1.2.3 无线定位的国内外研究现状随着人们对于室内定位的要求不断增高，这项技术越来越得到了人们的重视。自从剑桥大学退出了室内定位系统 ActiveBadge 到现在，WSN 已经有了很大的发展[6]。但是针对不同的环境条件需要不同的定位系统和算法，因此人们正在研究应用范围更广适应性更强的定位系统。中国对的无线定位技术的研发时间较晚，但随着这些年的不断努力，已经得到了很大的提高。随着市场的需求的增加，许多公司也以商业目的为基础开始了对这项技术的研发，这也推动了无线定位技术在国内的发展。