基于RSSI的无线传感器网络节点定位系统设计.doc

摘要：随着人们对定位数据业务需求的变化,为实现广泛的数字信息生活,在特定的小范围空间内实现高精度定位服务具有重要意义。本文设计一种基于Zigbee与Lab Windows/CVI的室内无线定位系统。该系统利用CC2530芯片搭建一个Zigbee无线网络,通过采集无线网络中无线电波的信号强度（RSSI）来估算出已知节点与未知节点之间的距离，然后在LabWindows/CVI环境下设计的上位机操作平台上通过对3~4个已知节点坐标以及求出的已知节点与未知节点之间的距离等数据的处理、计算，最终在电脑上显示定位信息。

本设计有硬件成本低，系统结构简单等特点；通过采用“小范围，高精度”的研究策略和对算法的不断改进，该设计基本满足预定要求。

关键词  Zigbee；CVI；室内定位系统

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景- 1

1.2 典型无线定位系统-2

1.2.1  卫星定位技术2

1.2.2  WIFI 定位技术.2

1.2.3  超声波定位技术3

1.3 Zigbee定位技术的发展与前景.3

1.4 设计内容.4

1.5 章节安排.4

2 Zigbee技术与Z-stack协议栈-6

2.1 Zigbee技术的发展及前景-6

2.1.1 Zigbee技术的应用及发展.6

2.1.2 Zigbee的前景.6

2.2 Zigbee技术的介绍-7

2.3 协议栈2007的介绍与应用8

2.3.1  协议栈的介绍.8

2.3.2  Zigbee协议栈的运行原理和机制8

2.4本章小结11

3 无线网络的构建-12

3.1 CC2530的介绍-12

3.2 Zigbee网络的搭建-12

3.2.1 网络拓扑结构的选择. 12

3.2.2 构建无线网络14

3.3本章小结。.15

4室内定位方法研究16

4.1 定位理论算法分析.16

4.1.1 RSSI的提取与处理16

4.1.2  自由空间传输模型.16

4.1.3定位算法及方案研究.18

4.2 RSSI测量与分析20

4.2.1 RSSI误差分析. 20

4.2.2 RSSI-d曲线拟合21

4.3算法设计与分析.24

4.3.1定位方案研究.24

4.3.2节点的摆放.26

4.3.2方案验证.27

4.4本章小结.28

5上位机操作平台的构建.29

5.1 CVI开发环境的介绍 29

5.2 构建上位机操作平台.29

5.2.1建立工程及界面.29

5.2.2用户界面30

5.2.3代码生成器生成程序框架.30

5.2.4编写控制程序.31

5.2.5回调函数介绍.31

5.2.6串口介绍.32

5.3 本章小结33

6.联合调试34

6.1测试环境与条件34

6.2系统通信状况测试34

6.3实验环境中模型的模拟.35

6.4定位精确度分析36

6.5本章小结。38

结论-39

致谢-40

参考文献-41