1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合文檔</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目 基于物聯(lián)網(wǎng)的室內(nèi)定位系統(tǒng) </p><p>　　學(xué)生姓名 xxx </p><p>　　指導(dǎo)教師 xxx </p><p>　　班 級(jí)

2、13級(jí)物聯(lián)網(wǎng)班 </p><p>　　學(xué) 號(hào) xxxxxx </p><p>　　完成日期：2017 年 04 月</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p>&l

3、t;p><b>　　1引言1</b></p><p><b>　　1.1編寫(xiě)目的1</b></p><p><b>　　1.2背景1</b></p><p><b>　　1.3定義2</b></p><p>　　2 Zigbee系統(tǒng)簡(jiǎn)介2&

4、lt;/p><p>　　2.1 Zigbee系統(tǒng)基本組成2</p><p>　　2.2 Zigbee系統(tǒng)基本原理4</p><p>　　2.3 Zigbee系統(tǒng)工作頻率與相關(guān)協(xié)議5</p><p>　　3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀6</p><p>　　3.1 Zigbee的研究發(fā)展現(xiàn)狀6</p><p&

5、gt;　　3.2 室內(nèi)定位的研究發(fā)展現(xiàn)狀7</p><p>　　3.3研究概況以及趨勢(shì)-----------------------------------------------------------------------------8</p><p>　　4論文的選題意義和主要研究?jī)?nèi)容------------------------------------------------

6、-------------------8</p><p>　　5其他系統(tǒng)的比較----------------------------------------------------------------------------------------9</p><p>　　第二章 室內(nèi)定位無(wú)線技術(shù)5</p><p>　　1室內(nèi)無(wú)線傳播的特點(diǎn)5</p&

7、gt;<p>　　2無(wú)線定位的原理6</p><p>　　3定位信息的獲取7</p><p>　　3.1基站和終端間距離的獲取7</p><p>　　3.2由信號(hào)傳播計(jì)算距離7</p><p>　　第三章 無(wú)線定位基本算法13</p><p>　　1三邊定位算法13</p>&

8、lt;p>　　2基于接受信號(hào)的定位--------------------------------------------------------------------------------15</p><p>　　第四章 項(xiàng)目測(cè)試分析報(bào)告15</p><p>　　1定位數(shù)據(jù)匯總-------------------------------------------------

9、----------------------------------------16</p><p>　　2抓包數(shù)據(jù)分析-----------------------------------------------------------------------------------------16</p><p>　　第五章 總結(jié)17</p><p>　　1

10、本文工作總結(jié)18</p><p>　　2研究中遇到的問(wèn)題以及解決方法18</p><p>　　第一章 項(xiàng)目需求分析說(shuō)明書(shū)</p><p><b>　　1引言</b></p><p><b>　　1.1編寫(xiě)目的</b></p><p>　　全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的成功

11、使人們對(duì)定位服務(wù)的需求日益增多，然而在室內(nèi)環(huán)境下，由于衛(wèi)星信號(hào)接收受到嚴(yán)重干擾，GPS無(wú)法滿足定位精度的要求。基于物聯(lián)網(wǎng)的室內(nèi)定位技術(shù)由于使用范圍廣,能夠以純軟件的方式實(shí)現(xiàn),定位系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn),成為近年物聯(lián)網(wǎng)位置感知領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行了較深入、系統(tǒng)的研究,并針對(duì)定位準(zhǔn)確度、定位算法等方面存在的問(wèn)題,提出了相應(yīng)的解決方案。通過(guò)算法比較和實(shí)驗(yàn)分析,證明了方案的有效性和可行性。</p><p>&

12、lt;b>　　1.2背景</b></p><p>　　1.基于物聯(lián)網(wǎng)的定位系統(tǒng)開(kāi)發(fā)；</p><p>　　2.該項(xiàng)目是基于前人的一些半成熟的定位算法做的實(shí)驗(yàn)；</p><p>　　3.該定位系統(tǒng)采用的硬件系統(tǒng)是CC2530，軟件層面是采用VB語(yǔ)言，架構(gòu)層面采用的 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是：IEEE802.15.4。 </p><p&

13、gt;<b>　　1.3定義</b></p><p>　　Zigbee:是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。這一名稱(chēng)（又稱(chēng)紫蜂協(xié)議）來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。<

14、/p><p>　　物聯(lián)網(wǎng)：顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)；其二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。</p><p><b>　　1.4參考資料</b></p><p>　　1《ZIGBEE入門(mén)基礎(chǔ)》，《RFID基

15、礎(chǔ)原理與應(yīng)用》</p><p>　　2《Visual Basic入門(mén)基礎(chǔ)》</p><p>　　3《C語(yǔ)言編程基礎(chǔ)》</p><p>　　4《基于RSSI的多維度室內(nèi)定位算法》——石欣，印愛(ài)民，陳曦</p><p>　　5《基于ZIGBEE的貝葉斯室內(nèi)定位算法的研究》——楊艷紅</p><p>　　2 Zigbee系統(tǒng)

16、簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1Zigbee系統(tǒng)基本組成</p><p><b>　　多功能調(diào)試底板</b></p><p>　　USB供電口：為網(wǎng)關(guān)供電</p><p>　　RS-232：中文名:異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口；型式:DB-9(9個(gè)引腳)或DB-25(25個(gè)引腳)；功能：把網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)傳到PC</p>&

17、lt;p>　　DEBUG接口：功能，用于程序的燒寫(xiě)與讀出</p><p>　　外部電源接口：可對(duì)其它目標(biāo)板供電</p><p>　　CC2530 IO接口：用于二次開(kāi)發(fā)</p><p>　　MAX3232E:描述：具有二路接收器和二路驅(qū)動(dòng)器，提供1uA關(guān)斷模式；功能：具有+/-15kv IES ESD 保護(hù)的3V至5V多通道RS-232線路；產(chǎn)商：德州儀器；型

18、號(hào)：:MAX3232ECD,MAX3232ECDB等；報(bào)價(jià)：6.0RMB</p><p>　　SLC 2104 F2565 1425+:即SLC，英文全稱(chēng)：single level cell,中文：?jiǎn)螌邮絻?chǔ)存；</p><p>　　兩個(gè)LED燈，一個(gè)按鍵：測(cè)試CC2530的IO的功能</p><p><b>　　產(chǎn)商：德州儀器 </b><

19、/p><p>　　型號(hào)：CC2530F128RHAR，CC2530F128RHAT等</p><p><b>　　報(bào)價(jià)：18RMB</b></p><p>　　示例圖片： </p><p><b>　　遠(yuǎn)距離射頻模塊：</b></p><p>　　電源接口：為節(jié)點(diǎn)供電&l

20、t;/p><p>　　仿真下載接口：燒寫(xiě)或讀取程序</p><p>　　IO開(kāi)發(fā)調(diào)試接口：二次開(kāi)發(fā)</p><p><b>　　產(chǎn)商：德州儀器</b></p><p><b>　　實(shí)例圖片：</b></p><p>　　2.2 Zigbee系統(tǒng)基本原理</p>&l

21、t;p>　　基于 ZigBee 的無(wú)線設(shè)備工作在 868MHZ, 915MHZ 和 2.4Z 頻帶。其最大數(shù)據(jù)速 率是 250Kbps. ZigBee 技術(shù)主要針對(duì)以電池為電源的應(yīng)用，這些應(yīng)用對(duì)低數(shù)據(jù)速 率、低成本、更長(zhǎng)時(shí)間的電池壽命有較高的需求。在一些 ZigBee 應(yīng)用中，無(wú)線 設(shè)備持續(xù)處于活動(dòng)狀態(tài)的時(shí)間是有限的，大部分時(shí)間無(wú)線設(shè)備是處于省電模式 （也稱(chēng)休眠模式）的。因此，ZigBee 設(shè)備在電池需要更換以前能夠工作數(shù)年以 上

22、。Zigbee是一種嶄新的,專(zhuān)注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。也是嵌入式應(yīng)用的一個(gè)大熱點(diǎn)。</p><p>　　1、低功耗 在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號(hào)干電池可支持1個(gè)節(jié)點(diǎn)工作6~24個(gè)月，甚至更長(zhǎng)。這是Zigbee的突出優(yōu)勢(shì)。相比較，藍(lán)牙能工作數(shù)周、WiFi可工作數(shù)小時(shí)。</p><p>　　2、低成本 通過(guò)大幅簡(jiǎn)化協(xié)議（不到藍(lán)牙的1/10），降低了對(duì)通信控制

23、器的要求，按預(yù)測(cè)分析，以8051的8位微控制器測(cè)算，全功能的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼，子功能節(jié)點(diǎn)少至4KB代碼，而且Zigbee免協(xié)議專(zhuān)利費(fèi)。</p><p>　　3、低速率 Zigbee工作在250kbps的通訊速率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。</p><p>　　4、近距離 傳輸范圍一般介于10～100m之間，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到1~3km。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。如果

24、通過(guò)路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。</p><p>　　5、短時(shí)延 Zigbee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要3~10s、WiFi需要3s。</p><p>　　6、高容量 Zigbee可采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個(gè)主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個(gè)主節(jié)點(diǎn)可管理254個(gè)子節(jié)點(diǎn)；同時(shí)主節(jié)點(diǎn)

25、還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。</p><p>　　7、高安全 Zigbee提供了三級(jí)安全模式，包括無(wú)安全設(shè)定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES128)的對(duì)稱(chēng)密碼，以靈活確定其安全屬性。</p><p>　　8、免執(zhí)照頻段 采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療2.4GHz(全球) (ISM)頻段。</p><

26、p>　　ZigBee 應(yīng)用于室內(nèi)病人監(jiān)控</p><p>　　例如，一個(gè)病人的血壓，心率 可以通過(guò)可穿戴設(shè)備測(cè)量出來(lái)，病人戴的 ZigBee 設(shè)備來(lái)周期性的收集血壓等健 康相關(guān)的信息，然后這些數(shù)據(jù)被無(wú)線傳送到當(dāng)?shù)胤?wù)器，例如病人家中的一臺(tái)個(gè) 人電腦，電腦再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行初始分析，最后重要的信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)被發(fā)送到 病人的護(hù)士或者內(nèi)科醫(yī)生那里做進(jìn)一步的分析。</p><p>　　ZigB

27、ee 應(yīng)用大型樓宇結(jié)構(gòu)安全監(jiān)控</p><p>　　在此應(yīng)用中，一 ，所有的這些傳感器形 個(gè)建筑內(nèi)可以安裝數(shù)個(gè) ZigBee 無(wú)線傳感器（如加速度計(jì)） 成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)收集信息， 這些收集來(lái)的信息可以用于評(píng)估建筑的結(jié)構(gòu)安全和潛在 的損壞標(biāo)志，例如，地震后一個(gè)建筑在重新開(kāi)放前可能需要進(jìn)行檢測(cè)。而傳感器 收集到的數(shù)據(jù)有助于加速和減少檢測(cè)的花費(fèi)</p><p>　　ZigBee 聯(lián)盟是 2002 年

28、創(chuàng)立的 一個(gè)非盈利性組織，對(duì)每一個(gè)想加入的成員都開(kāi)放。ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)是由 ZigBee 聯(lián)盟所開(kāi)發(fā)的，該聯(lián)盟有數(shù)百個(gè)成員公司，從半導(dǎo) 體產(chǎn)業(yè)和軟件開(kāi)發(fā)者到原始設(shè)備生產(chǎn)商、安裝商。ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)采用 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)作為其 PHY 層和 MAC 層協(xié)議。因此，遵循 ZigBee 的設(shè)備也同樣 遵循 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)。 在家庭和工廠內(nèi)使用無(wú)線通信來(lái)收集信息或執(zhí)行既定控制任務(wù)的概念對(duì)人 們來(lái)說(shuō)并不陌生。

29、縱觀幾種短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)，包括 IEEE 802.11 無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network WLAN）和藍(lán)牙（Bluetooth）. 每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有其在特定領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，而 ZigBee 則主要是為低成本、低數(shù)據(jù) 速率、超低功耗的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的。 通過(guò)簡(jiǎn)化通信協(xié)議和降低數(shù)據(jù)速率，ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)有助于降低應(yīng)用成本。和 其他的標(biāo)準(zhǔn)例如 IEEE 802.11 相比，滿足 ZigBee

30、 和 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)的最低需 求相對(duì)輕松，這同時(shí)也降低了 ZigBee 收發(fā)器</p><p>　　2.3Zigbee系統(tǒng)工作頻率與相關(guān)協(xié)議</p><p><b>　　相關(guān)協(xié)議：</b></p><p>　　架構(gòu)：IEEE802.15.4（物理層，媒體介入控制層）；Zigbee堆棧層（網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層，安全服務(wù)提供層）<

31、/p><p><b>　　每層結(jié)構(gòu)的功能：</b></p><p>　　物理層：通過(guò)物理層管理實(shí)體接口對(duì)PHY層數(shù)據(jù)和PHY層管理提供服務(wù)；PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)可以通過(guò)無(wú)線物理信道發(fā)送和接受物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　MAC層：負(fù)責(zé)相鄰設(shè)備間的單跳數(shù)據(jù)通信。它負(fù)責(zé)建立與網(wǎng)絡(luò)的同步，支持關(guān)聯(lián)和去關(guān)聯(lián)以及MAC層安全，他能提供兩個(gè)設(shè)備之

32、間的連接。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)層：提供設(shè)備與設(shè)備的通信，并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備初始化所包含的活動(dòng)，消息路由和網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)。</p><p>　　應(yīng)用支持子層：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層與安全服務(wù)提供層與端點(diǎn)鏈接，并為數(shù)據(jù)傳送，安全和綁定提供服務(wù)，因此，能夠適配不同但兼容的設(shè)備，比如帶燈的開(kāi)關(guān)。</p><p>　　在應(yīng)用層中，一共有250個(gè)端點(diǎn)。應(yīng)用程序可以通過(guò)端點(diǎn)0與zigbee堆棧

33、的其他層通信，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這些層的初始化和配置。附屬在端點(diǎn)0的對(duì)象被稱(chēng)為zigbee設(shè)備對(duì)象（ZO0）。端點(diǎn)255用于向所有端點(diǎn)的廣播。端點(diǎn)241到254是保留端點(diǎn)。</p><p><b>　　實(shí)例圖片：</b></p><p><b>　　3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　3.1Zigbee的研究發(fā)展現(xiàn)狀&l

34、t;/p><p>　　ZigBee從2002年ZigBee Alliance成立到2006年聯(lián)盟推出比較成熟的ZigBee 2006標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，至今已走過(guò)了多個(gè)春秋，當(dāng)Zigbee幾年前剛出現(xiàn)時(shí)，它的支持者曾設(shè)想這種基于IEEE 802.15.4規(guī)范的無(wú)線技術(shù)擁有潛在的巨大市場(chǎng)。在低吞吐量、短距離通信應(yīng)用中，成本是第一王牌，而類(lèi)似藍(lán)牙、802.11x和802.15.3等規(guī)范的性能過(guò)于強(qiáng)大。但對(duì)于一些Zigbee支持者來(lái)

35、說(shuō)，當(dāng)初的設(shè)想并沒(méi)有成為現(xiàn)實(shí)。</p><p>　　隨著ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善和物聯(lián)網(wǎng)大環(huán)境的帶動(dòng)，整個(gè)ZigBee產(chǎn)業(yè)可以說(shuō)是朝著越來(lái)越繁盛的趨勢(shì)發(fā)展，在5大上游芯片廠商和ZigBee聯(lián)盟的不斷努力推動(dòng)下，基于ZigBee應(yīng)用層出不窮，并和我們的實(shí)際生活接軌，讓人們的生活更加智能美好了!ZigBee芯片全球銷(xiāo)售收入逐年遞增，ABI統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)了從2005年至2012年全球芯片的銷(xiāo)售收入。</p>

36、;<p>　　ZigBee技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，現(xiàn)階段以商業(yè)大樓自動(dòng)化，家庭自動(dòng)化控制(新建安裝)與儀表控制為重點(diǎn)。商業(yè)大樓可以利用ZigBee完成自動(dòng)控制，管理員可以有效地管理空調(diào)，燈光，火災(zāi)感應(yīng)系統(tǒng)等各項(xiàng)開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)，可以達(dá)到減少能源費(fèi)用，降低管理人力等節(jié)約目的。對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，若家中具有ZigBee系統(tǒng)，可方便的監(jiān)控家中的整體運(yùn)作，有效掌握電力，自來(lái)水，瓦斯的使用狀況之外，亦可以具有安全功能，例如可以在家中安裝無(wú)線傳感器

37、來(lái)監(jiān)控各種不同情況，一旦偵查到異狀即可自動(dòng)發(fā)出警告。ZigBee在儀表控制市場(chǎng)隨著國(guó)際儀表巨頭中國(guó)華立儀表集團(tuán);韓國(guó)NURI Telecom等紛紛開(kāi)始引進(jìn)ZigBee技術(shù)之儀表控制系統(tǒng)之后，這個(gè)市場(chǎng)開(kāi)始受到重視。ZigBee儀表控制系統(tǒng)相當(dāng)適合人工高昂，幅員遼闊，或是抄表員素質(zhì)不良，抄表準(zhǔn)確度不高，又或抄表員不易進(jìn)入水，電，瓦斯儀表所在地的地方。具有這樣背景的地方促使ZigBee儀表控制市場(chǎng)具有一定的需求。</p><

38、;p>　　雖然ZigBee應(yīng)用越來(lái)越多，芯片出貨量也連年遞增，但總體來(lái)說(shuō)，ZigBee市場(chǎng)仍然處于起步探索階段，還沒(méi)有真正上量起飛，主要表現(xiàn)在在于可應(yīng)用的終端商用產(chǎn)品還多處于研發(fā)階段，真正上市的不多，具有典型應(yīng)用的方向和領(lǐng)域便少，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的應(yīng)用較多，體現(xiàn)ZigBee優(yōu)勢(shì)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用少，缺乏體現(xiàn)ZigBee大型組網(wǎng)應(yīng)用。</p><p>　　3.2室內(nèi)定位的研究發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>

39、;　　隨著更多新型移動(dòng)設(shè)備比如手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的性能飛速增長(zhǎng)和基于位置感知的應(yīng)用的激增，位置感知發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。在室內(nèi)和室外的環(huán)境下，連續(xù)地可靠地提供位置信息可以為用戶帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。室外定位和基于位置的服務(wù)已經(jīng)成熟，基于GPS和地圖的位置服務(wù)被廣泛應(yīng)用，并成為各種移動(dòng)設(shè)備被使用最多的應(yīng)用之一。近年來(lái)，位置服務(wù)的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正向室內(nèi)發(fā)展以提供無(wú)所不在的基于位置的服務(wù)，其主要推動(dòng)力是室內(nèi)位置服務(wù)所能帶

40、來(lái)的巨大的應(yīng)用和商業(yè)潛能。許多公司包括OS提供商、服務(wù)提供商，設(shè)備和芯片提供商都在競(jìng)爭(zhēng)這個(gè)市場(chǎng)。</p><p>　　室內(nèi)位置感知可以支持許多應(yīng)用場(chǎng)景，并且正在改變移動(dòng)設(shè)備的傳統(tǒng)使用模式。舉一些應(yīng)用的例子，用戶可以尋找特定的餐館或在商店里尋找某個(gè)商品，從附近商場(chǎng)里的商戶得到優(yōu)惠信息，在辦公室里找到同事，在機(jī)場(chǎng)或火車(chē)站找登機(jī)口/站臺(tái)或其它設(shè)施，在博物館里更有效地了解展品信息和觀看展覽，醫(yī)院確定醫(yī)護(hù)人員或醫(yī)療設(shè)備的位

41、置，消防員在起火大廈里的定位等等。想像這樣的場(chǎng)景，當(dāng)我們到會(huì)議室開(kāi)會(huì)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟靜音模式，我們逛商場(chǎng)看到一件感興趣的商品可是還在猶豫時(shí)，拍下照片并自動(dòng)給照片打上位置標(biāo)簽， 等下次決定要買(mǎi)時(shí)手機(jī)幫我們導(dǎo)航到該商品的位置。這些都會(huì)給我們?nèi)粘５纳詈凸ぷ?，以及在緊急情況下帶來(lái)方便。</p><p>　　3.3研究概況以及趨勢(shì)</p><p>　　隨著更多新型移動(dòng)設(shè)備比如手機(jī)、平板電腦、可穿戴

42、設(shè)備等，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的性能飛速增長(zhǎng)和基于位置感知的應(yīng)用的激增，位置感知發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。近年來(lái)，位置服務(wù)的相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正向室內(nèi)發(fā)展以提供無(wú)所不在的基于位置的服務(wù)，其主要推動(dòng)力是室內(nèi)位置服務(wù)所能帶來(lái)的巨大的應(yīng)用和商業(yè)潛能。許多公司包括OS提供商、服務(wù)提供商，設(shè)備和芯片提供商都在競(jìng)爭(zhēng)這個(gè)市場(chǎng)。室內(nèi)位置感知可以支持許多應(yīng)用場(chǎng)景，并且正在改變移動(dòng)設(shè)備的傳統(tǒng)使用模式。舉一些應(yīng)用的例子，用戶可以尋找特定的餐館或在商店里尋找某個(gè)商品，從附近商場(chǎng)

43、里的商戶得到優(yōu)惠信息，在辦公室里找到同事，在機(jī)場(chǎng)或火車(chē)站找登機(jī)口/站臺(tái)或其它設(shè)施，在博物館里更有效地了解展品信息和觀看展覽，醫(yī)院確定醫(yī)護(hù)人員或醫(yī)療設(shè)備的位置，消防員在起火大廈里的定位等等。想像這樣的場(chǎng)景，當(dāng)我們到會(huì)議室開(kāi)會(huì)，手機(jī)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟靜音模式，我們逛商場(chǎng)看到一件感興趣的商品可是還在猶豫時(shí)，拍下照片并自動(dòng)給照片打上位置標(biāo)簽， 等下次決定要買(mǎi)時(shí)手機(jī)幫我們導(dǎo)航到該商品的位置。這些都會(huì)給我們?nèi)粘５纳詈凸ぷ鳎约霸诰o急情況下帶來(lái)方便。<

44、;/p><p>　　4論文的選題意義和主要研究?jī)?nèi)容</p><p><b>　　選題意義：</b></p><p>　　全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的成功使人們對(duì)定位服務(wù)的需求日益增多，然而在室內(nèi)環(huán)境下，由于衛(wèi)星信號(hào)接收受到嚴(yán)重干擾，GPS定位精度不能達(dá)到要求，于是人們開(kāi)始尋找一種替代技術(shù)以滿足室內(nèi)環(huán)境下無(wú)線定位的需求。紅外線、超聲波、無(wú)線射頻技術(shù)等

45、是用于室內(nèi)環(huán)境下無(wú)線定位的幾種主要技術(shù)。近年來(lái)，隨著ZIGBEE的興起，人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)室內(nèi)定位技術(shù)的研究也逐漸增多。使用ZIGBEE技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)定位具有成本低、技術(shù)成熟、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　基本內(nèi)容：</b></p><p>　　本文在總結(jié)ZIGBEE技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，深入而廣泛地了解國(guó)內(nèi)外常用的定位算法和定位方案，充分考慮人員定位的需求，選

46、擇適當(dāng)?shù)亩ㄎ凰惴跋到y(tǒng)硬件。本文的主要研究?jī)?nèi)容分為兩個(gè)方面。</p><p>　　研究無(wú)線定位系統(tǒng)整體架構(gòu)</p><p>　　定位系統(tǒng)是將硬件、軟件、通信協(xié)議、定位算法等多種技術(shù)相互結(jié)合的復(fù)雜系統(tǒng)，在這一部分我們結(jié)合以往各種無(wú)線定位系統(tǒng)整體架構(gòu)的特點(diǎn)，提出通用的無(wú)線定位系統(tǒng)的架構(gòu)。該架構(gòu)分為三層，硬件層主要包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，參考節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)和一些用于傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線，主要負(fù)責(zé)無(wú)線信號(hào)的采集；定

47、位引擎層包括三個(gè)模塊，硬件設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊、定位算法模塊和上層應(yīng)用接口模塊；應(yīng)用程序?qū)永枚ㄎ灰鎸犹峁┑母黝?lèi)接口實(shí)現(xiàn)各種定位服務(wù)。這種架構(gòu)將定位系統(tǒng)中最重要的無(wú)線技術(shù)、定位算法和應(yīng)用程序分層實(shí)現(xiàn)，提高了系統(tǒng)靈活性。、</p><p><b>　　提出改進(jìn)型定位算法</b></p><p>　　針對(duì)未來(lái)室內(nèi)定位場(chǎng)景的特點(diǎn)，對(duì)信號(hào)強(qiáng)弱定位算法進(jìn)行改進(jìn)，提出具有針對(duì)性的定位算

48、法。在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，往往有這樣一些特殊的需求，即在預(yù)定的定位地區(qū)內(nèi)有一些特殊的區(qū)域，當(dāng)目標(biāo)在這些區(qū)域內(nèi)活動(dòng)時(shí)，需要系統(tǒng)提供更加精確的定位服務(wù)。基于這種特殊的定位需求以及系統(tǒng)成本的考慮，此時(shí)需要結(jié)合多種定位方式才能達(dá)到定位效果和系統(tǒng)成本的最優(yōu)結(jié)果，本文基于未來(lái)的定位需求，研究了相關(guān)算法的情況，針對(duì)算法結(jié)合中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，利用相關(guān)算法定位的結(jié)果對(duì)信號(hào)強(qiáng)弱算法進(jìn)行修正，提出了改進(jìn)型定位算法，完滿的解決了在不同情況下的定位問(wèn)題。</

49、p><p><b>　　5與其他系統(tǒng)的比較</b></p><p><b>　　RFID</b></p><p>　　架構(gòu)：讀寫(xiě)器，電子標(biāo)簽，中間件，應(yīng)用系統(tǒng)軟件</p><p><b>　　每層結(jié)構(gòu)的介紹：</b></p><p><b>　　電

50、子標(biāo)簽：</b></p><p>　　概念：也稱(chēng)應(yīng)答器或智能標(biāo)簽，是一個(gè)微型的無(wú)線收發(fā)裝置</p><p>　　功能：是RFID系統(tǒng)中真正的數(shù)據(jù)載體，其芯片中存儲(chǔ)有能夠識(shí)別目標(biāo)的信息</p><p><b>　　讀寫(xiě)器：</b></p><p>　　概念：是一個(gè)捕捉和處理RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的設(shè)備，它可以是單獨(dú)的

51、個(gè)體，也可以嵌入其他系統(tǒng)中</p><p>　　功能：A,發(fā)送和接受功能B，對(duì)接受信息進(jìn)行初始化處理C，連接主機(jī)網(wǎng)絡(luò)，將信息傳送給數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)</p><p><b>　　中間件：</b></p><p>　　概念:位于操作系統(tǒng)與用戶的應(yīng)用軟件的中間的一類(lèi)軟件。RFID中間件是面對(duì)消息的中間件，用來(lái)加工和處理來(lái)自讀寫(xiě)器的所有信息和時(shí)間流的

52、軟件，是連接讀寫(xiě)器和企業(yè)應(yīng)用的紐帶</p><p>　　功能：A，標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)B(tài)，RFID數(shù)據(jù)的過(guò)濾和聚集C，RFID數(shù)據(jù)的分發(fā)D，數(shù)據(jù)安全</p><p>　　協(xié)議：LLRP協(xié)議和ALE協(xié)議</p><p><b>　　RFID軟件系統(tǒng)：</b></p><p>　　前端軟件：前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要供給RFID設(shè)備操

53、作人使用的，比如超市收銀臺(tái)使用的結(jié)算系統(tǒng)；功能：讀寫(xiě)功能；防碰撞功能；安全功能；檢/糾錯(cuò)功能</p><p>　　后端軟件：實(shí)現(xiàn)企業(yè)管理功能的軟件，其的具體數(shù)據(jù)處理功能和結(jié)構(gòu)需要根據(jù)客戶的具體需求和決策的支持度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)；功能:RFID系統(tǒng)管理，電子標(biāo)簽管理，數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)</p><p>　　其他軟件：包括開(kāi)發(fā)平臺(tái)，測(cè)試軟件，評(píng)估軟件，演示軟件，或者為模擬性能而開(kāi)發(fā)的仿真軟件等。<

54、/p><p><b>　　RFID標(biāo)準(zhǔn)：</b></p><p>　　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：定義了應(yīng)該如何設(shè)計(jì)不同種類(lèi)的硬件和軟件，定義了讀寫(xiě)器和主機(jī)系統(tǒng)之間的接口，定義了數(shù)據(jù)的語(yǔ)法，結(jié)構(gòu)和內(nèi)容</p><p>　　ISO18000:定義了詢問(wèn)者與標(biāo)簽之間在不同頻率上的空中接口</p><p>　　EPC Gen2：定義了頻率在860-

55、960MHZ之間的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　數(shù)據(jù)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：定義了從電子標(biāo)簽輸出的數(shù)據(jù)流的含義</p><p>　　ISO/IEC 15424:數(shù)據(jù)載波和特征標(biāo)識(shí)符</p><p>　　ISO/IEC 15418：EAN/UCC應(yīng)用標(biāo)識(shí)符及柔性電路數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符合保護(hù)</p><p>　　ISO/IEC 15459:物品管理的唯一ID&l

56、t;/p><p>　　ISO/IEC 15961：唯一ID規(guī)范</p><p>　　ISO/IEC 15962：數(shù)據(jù)協(xié)議的應(yīng)用接口</p><p>　　ISO/IEC 15963：射頻標(biāo)簽的唯一ID</p><p>　　一致性標(biāo)準(zhǔn)：定義了電子標(biāo)簽和讀寫(xiě)器是否遵循了某個(gè)特定標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　ISO/IEC

57、 18046:RFID設(shè)備性能測(cè)試方法</p><p>　　ISO/IEC 18047:RFID設(shè)備一致性測(cè)試方法</p><p>　　應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)：定義了實(shí)現(xiàn)某個(gè)特定應(yīng)用的技術(shù)方法</p><p>　　ISO 10374：貨運(yùn)集裝箱標(biāo)準(zhǔn)（自動(dòng)識(shí)別）等。</p><p><b>　　實(shí)例圖片：</b></p>

58、<p><b>　　WIFI</b></p><p>　　簡(jiǎn)介：采用無(wú)線射頻技術(shù)構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，是一種便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)</p><p><b>　　協(xié)議棧：</b></p><p>　　MAC：傳輸數(shù)據(jù)以及分配信道的使用權(quán)</p><p>　　PLPC：物理層收斂程序（physical

59、layer convergence procedure）,用于比特位的無(wú)線傳輸</p><p>　　PMD：物理介質(zhì)關(guān)聯(lián)層接口（physical media dependent）,利用天線傳送數(shù)據(jù)至媒體，指示MAC是否檢測(cè)到信號(hào)</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.11</p><p><b>　　藍(lán)牙</b></p>&

60、lt;p><b>　　協(xié)議棧示例圖片：</b></p><p><b>　　核心協(xié)議介紹：</b></p><p>　　基帶協(xié)議：確保各個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間的射頻連接，以形成微微網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　鏈路管理協(xié)議：（LMP），負(fù)責(zé)各設(shè)備間連接的建立和設(shè)置。</p><p>　　邏輯鏈路控制和適配

61、協(xié)議：（L2CAP），是基帶的上層協(xié)議，可以認(rèn)為L(zhǎng)2CAP與LMP并行工作。L2CAP與LMP的區(qū)別在于當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)LMP時(shí)，L2CAP為上層同服務(wù)</p><p>　　服務(wù)搜索協(xié)議：（SDP），可以查到設(shè)備和服務(wù)類(lèi)型，從而在藍(lán)牙設(shè)備間建立相應(yīng)的連接。</p><p>　　第二章 室內(nèi)定位無(wú)線技術(shù)</p><p>　　1室內(nèi)無(wú)線傳播的特點(diǎn)</p>

62、<p>　　電磁波在各種特性媒介中的傳播機(jī)制可能涉及吸收、折射、反射、散射、繞射、導(dǎo)引、多徑干涉和多普勒頻移等一系列物理過(guò)程。這些過(guò)程取決與傳播的媒介和電磁波的頻率。同一媒介對(duì)不同頻段的電磁波，可表現(xiàn)出極不相同的特性。同一頻段的無(wú)線電波對(duì)于不同的媒介，也表現(xiàn)出極不相同的傳播效應(yīng)。當(dāng)電波在無(wú)限大的均勻、線性媒介內(nèi)傳播時(shí)，是沿直線傳播的；在不同媒介的分界面會(huì)造成電磁波的反射，折射；媒介中的不均勻物體則會(huì)造成電磁波的散射；球形地面

63、和障礙物會(huì)造成電磁波繞射。當(dāng)收發(fā)雙方在視距范圍內(nèi)時(shí)，接收到的信號(hào)主要是視距傳播的信號(hào)；當(dāng)收發(fā)雙方在視距范圍之外時(shí)，電磁波通過(guò)反射、繞射、散等方式到達(dá)接收端，造成非視距傳播。非視距傳播的信號(hào)在傳播時(shí)延，功率估計(jì)，傳播方向等方面都不能體現(xiàn)出收發(fā)雙方的準(zhǔn)確位置信息，造成無(wú)線定位中的不準(zhǔn)確現(xiàn)象。</p><p>　　在室內(nèi)無(wú)線環(huán)境下，無(wú)線信號(hào)功率小、覆蓋面較小、環(huán)境變化較大，電磁波的傳播環(huán)境遠(yuǎn)比室外空間復(fù)雜。一般情況下，

64、房間的四壁、天花板、地板、放置的家具和隨機(jī)走動(dòng)的人員會(huì)使無(wú)線信號(hào)通過(guò)多條路徑到達(dá)接收端，形成多徑現(xiàn)象。由于到達(dá)接收點(diǎn)的各條路徑的時(shí)間延遲隨機(jī)變化，接收點(diǎn)合成的信號(hào)的幅度和相位都發(fā)生隨機(jī)起伏，造成信號(hào)的快衰落。</p><p><b>　　2無(wú)線定位的原理</b></p><p>　　要確定二維平面上的一個(gè)點(diǎn)，可以由兩條或兩條以上的直線或曲線相交得到， <

65、/p><p>　　當(dāng)測(cè)得一基站到移動(dòng)終端的距離時(shí)，由幾何原理可知：該移動(dòng)終端位于以基站為圓心，基終端距離為半徑的一個(gè)圓上，該圓的解析式為（設(shè)基站 1 的坐標(biāo)為1 1(x, y) ，終端的坐標(biāo)為 (x, y) ）：</p><p>　　當(dāng)基站 1，基站 2、基站 3 到終端的距離均為已知時(shí)，移動(dòng)終端就位于以基站為中心，基站到終端距離為半徑的 3 個(gè)圓的交點(diǎn)。</p><p&g

66、t;　　聯(lián)立三個(gè)圓方程，就可以解得移動(dòng)終端的坐標(biāo)(x, y)。</p><p><b>　　3定位信息的獲取</b></p><p>　　3.1基站和終端間距離的獲取</p><p>　　根據(jù)無(wú)線電波的傳播特性，在經(jīng)過(guò)一段距離的傳播以后，電磁波會(huì)有時(shí)間上的延遲和幅度上的衰減，測(cè)量到達(dá)接收端的信號(hào)的時(shí)間延遲和幅度的衰減就可以得到電磁波的傳播距離。

67、</p><p>　　3.2由信號(hào)傳播計(jì)算距離</p><p>　　第三章 無(wú)線定位基本算法</p><p><b>　　1三邊定位算法</b></p><p>　　Trilateration（三邊測(cè)量）是一種常用的定位算法：</p><p>　　已知三點(diǎn)位置 (x1, y1),&#

68、160;(x2, y2), (x3, y3)</p><p>　　已知未知點(diǎn) (x0, y0) 到三點(diǎn)距離 d1, d2, d3</p><p>　　以 d1, d2, d3 為半徑作三個(gè)圓，根據(jù)畢達(dá)哥拉斯定理，得出交點(diǎn)即未知點(diǎn)的位置計(jì)算公式：</p><p>　　( x1 - x0 )2 + ( y1 - y0 )2 = d12( x

69、2 - x0 )2 + ( y2 - y0 )2 = d22( x3 - x0 )2 + ( y3 - y0 )2 = d32</p><p>　　設(shè)未知點(diǎn)位置為 (x, y)， 令其中的第一個(gè)球形 P1 的球心坐標(biāo)為 (0, 0)，P2 處于相同縱坐標(biāo)，球心坐標(biāo)為 (d,

70、0)，P3 球心坐標(biāo)為 (i, j)，三個(gè)球形半徑分別為 r1, r2, r3，z為三球形相交點(diǎn)與水平面高度。則有：</p><p>　　r12 = x2 + y2 + z2</p><p>　　r22 = (x - d)2 + y2 + z2</p><p>　　r32 = (x - i)2 + (y - j)2 + z2</p><

71、p>　　當(dāng) z = 0 時(shí)， 即為三個(gè)圓在水平面上相交為一點(diǎn)，首先解出 x:</p><p>　　x = (r12 - r22 + d2) / 2d</p><p>　　將公式二變形，將公式一的 z2 代入公式二，再代入公式三得到 y 的計(jì)算公式：</p><p>　　y = (r12 - r32 - x2 + (x - i)2 + j2) / 2j

72、</p><p>　　2基于接收信號(hào)特征的定位技術(shù)</p><p>　　基于接收信號(hào)特征的定位技術(shù)首先要建立需要定位的空間各點(diǎn)所接收到的信號(hào)特征，在定位時(shí)，將待定位終端的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)和位置數(shù)據(jù)庫(kù)中的信號(hào)特征信息對(duì)比來(lái)確定終端的實(shí)際位置。首先，在數(shù)據(jù)采集階段（學(xué)習(xí)階段），系統(tǒng)采集所需要定位的空間的位息，這些位置信息包括信號(hào)強(qiáng)度信息，多徑相角分量功率，多徑延遲分量功率，定位系統(tǒng)用這些信息構(gòu)成各

73、位置對(duì)應(yīng)的信號(hào)特征數(shù)據(jù)庫(kù)，然后，定位系統(tǒng)獲取待定位終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，在采用相應(yīng)的匹配算法確定該終端所處的信號(hào)特征信息和數(shù)據(jù)庫(kù)中的那條記錄匹配，由于數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄是一特定地點(diǎn)的無(wú)線電信息，所以和終端的信號(hào)特征信息匹配的記錄所代表的位置就是待定位終端的位置。在一特定區(qū)域，無(wú)線電信號(hào)的非視線傳播，多徑效應(yīng)和噪聲干擾基本相同，因此，可以獲得較高的定位精度。但是在前期的學(xué)習(xí)階段，需要對(duì)待定位區(qū)域做詳細(xì)的測(cè)量，建立規(guī)模巨大的信息數(shù)據(jù)庫(kù)，其工作周期

74、和投資都比較大，而且定位區(qū)域中的物體的改變，比如新建的建筑物，拆除的建筑物和天氣的影響都需要重新測(cè)量位置信息，因此不適合對(duì)環(huán)境變化較大的區(qū)域定位。</p><p>　　第四章 項(xiàng)目測(cè)試分析報(bào)告</p><p><b>　　1定位數(shù)據(jù)的得到</b></p><p>　　一、四個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)：</p><p>　　Anc

75、hor1 (1.9,0.0)</p><p>　　Anchor2 (1.9,2.4)</p><p>　　Anchor3 (0.0,2.4)</p><p>　　Anchor4 (0.0,0.0)</p><p>　　二、對(duì)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的測(cè)距信息及其坐標(biāo)的確定：</p><p>　　1,1,178,169,186,188

76、 (-5.8,0.0)</p><p>　　1,1,180,181,188,188 (-5.7,1.4)</p><p>　　1,1,178,184,187,188 (-4.9,3.2)</p><p>　　1,1,177,182,186,188 (-5.5,2.1)</p><p>　　1,1,177,181,188,18

77、7 (-5.7,2.0)</p><p>　　1,1,175,180,186,190 (-5.3,-0.9)</p><p>　　1,1,177,181,187,189 (-5.6,0.8)</p><p>　　1,1,177,183,186,188 (-5.2,2.7)</p><p>　　1,1,178,186,186,188

78、(-4.2,4.1)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (

79、-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (

80、-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (

81、-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (

82、-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (

83、-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,185,186,189 (-2.2,-0.3)</p><p>　　1,1,178,186,186,189 (

84、-1.7,-0.1)</p><p>　　1,1,178,184,186,189 (-2.8,-0.6)</p><p>　　1,1,178,183,186,188 (-5.2,2.7)</p><p>　　1,1,178,185,187,188 (-4.5,3.7)</p><p>　　1,1,178,178,185,189 (-5

85、.5,-1.2)</p><p>　　1,1,179,175,186,188 (-5.8,0.0)</p><p>　　第五章 總結(jié)與展望 </p><p><b>　　1本文工作總結(jié)</b></p><p>　　目前，基于 zigbee 的室內(nèi)定位系統(tǒng)一般采用識(shí)別距離較遠(yuǎn)的有源電子標(biāo)簽，但有源電子標(biāo)簽的體積較大、成

86、本較高、使用壽命有限，而無(wú)源電子標(biāo)簽體積可以做到很小，甚至可以印刷在物體的表面，成本很低、使用壽命很長(zhǎng)，具有比有源電子標(biāo)簽更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。本文在全面而系統(tǒng)的閱讀了 zigbee 和室內(nèi)定位相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，研究并設(shè)計(jì)了基于無(wú)Zigee 的室內(nèi)定位系統(tǒng)。本文主要研究工作和創(chuàng)新成果體現(xiàn)在：</p><p>　　測(cè)試了實(shí)際室內(nèi)環(huán)境中 zigbee 讀寫(xiě)器在存在視距傳播路徑和不存在視距傳播路徑時(shí)的發(fā)射功率和識(shí)別距離的對(duì)

87、應(yīng)關(guān)系，提出了使用參考標(biāo)簽來(lái)動(dòng)態(tài)的確定路徑損耗系數(shù)的方法，并應(yīng)用對(duì)數(shù)路徑損耗模型來(lái)實(shí)時(shí)的獲取參考標(biāo)簽和讀寫(xiě)器之間的距離。</p><p>　　分析并改進(jìn)了最近鄰居數(shù)據(jù)相關(guān)算法，使該算法的計(jì)算量更小，位置估計(jì)更準(zhǔn)確。由于在室內(nèi)存在大量的家具，裝修材料等障礙物，最近鄰居數(shù)據(jù)相關(guān)算法定位精度的提高主要依靠提高參考標(biāo)簽的密度。本文提出了使用最近鄰居數(shù)據(jù)相關(guān)算法作為位置的初始估計(jì)，采用 Taylor 級(jí)數(shù)展開(kāi)算法迭代來(lái)提供

88、系統(tǒng)定位精度的算法。測(cè)試數(shù)據(jù)證明，當(dāng)讀卡器和帶定位標(biāo)簽之間存在障礙物時(shí)，在不增加參考標(biāo)簽情況下，本算法有比最近鄰居數(shù)據(jù)相關(guān)算法更高的定位精度。實(shí)時(shí)性是無(wú)線定位系統(tǒng)的一個(gè)重要的指標(biāo)，由于 zigbee 技術(shù)自身的特點(diǎn)，zigbee 定位系統(tǒng)在定位的實(shí)時(shí)性方面沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)。本文在詳細(xì)閱讀了 ZIGBEE 相關(guān)協(xié)議，尤其是 IEEE.802.14.5 的基礎(chǔ)上，提出了一些切實(shí)可行的提高系統(tǒng)定位實(shí)時(shí)性的方法。</p><p&

89、gt;　　2研究中遇到的問(wèn)題以及解決方法</p><p>　　初始位置的估計(jì)問(wèn)題。在無(wú)線定位眾多算法中 Taylor 級(jí)數(shù)展開(kāi)算法具有定位精度高、不需要測(cè)量誤差的先驗(yàn)信息、穩(wěn)健性好等許多優(yōu)點(diǎn)，但該算法需要一個(gè)接近真實(shí)位置的初始估計(jì)值。Chan 算法作為 Taylor 級(jí)數(shù)展開(kāi)算法的初始值估計(jì)被大量應(yīng)用于蜂窩無(wú)線定位系統(tǒng)中。由于在基于 ZIGBEE 的定位系統(tǒng)中，無(wú)法獲得有效的測(cè)量誤差的先驗(yàn)信息，因此，Chan 算

90、能用來(lái)估算迭代的初始位置。在仔細(xì)閱讀了相關(guān)文獻(xiàn)以后，本文采用不需要先驗(yàn)信息的 Fang </p><p>　　算法和最近鄰居數(shù)據(jù)相關(guān)算法來(lái)估計(jì)初始位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，Taylor 級(jí)數(shù)在該初始位置處迭代可以快速的收斂。路徑損耗系數(shù)的估計(jì)。很多資料表明，在不同的室內(nèi)環(huán)境下，路徑損耗指數(shù)是不同的。實(shí)際上，在同一的室內(nèi)環(huán)境中每?jī)蓚€(gè)不同點(diǎn)之間的路徑損耗指數(shù)也均不相同，為了更準(zhǔn)確的估計(jì)該參數(shù)，本文引入了參考電子標(biāo)簽來(lái)動(dòng)態(tài)的

91、估計(jì)意兩個(gè)點(diǎn)之間的路徑損耗指數(shù)。</p><p><b>　　3創(chuàng)新程度</b></p><p>　　提出了改進(jìn)型定位算法，本文在結(jié)合實(shí)際情況，根據(jù)實(shí)際的定位需求，提出了改進(jìn)的定位算法，該算法利用信號(hào)強(qiáng)弱對(duì)目標(biāo)估算的結(jié)果，對(duì)原有算法進(jìn)行修正，將兩種算法很好的結(jié)合使用，既達(dá)到了定位的需求，又節(jié)約了成本。 </p><p>　　彌補(bǔ)了GPS的不足