基于ZigBee技术的室内定位系统研究与实现 - 硕士学位论文 - 图文(5)

外在硬件芯片、协议栈、软件配套、定位算法理论研究上都实现了产品化。不过在实际应用中，因各种外部环境的限制，许多算法存在有待改进的方面。

2005年第一季度，各大芯片制造商纷纷推出了符合ZigBee标准的收发模块和通信套件，但是目前只有4个原始设备生产商(OEM)的ZigBee套件符合ZigBee联盟规定的标准。这四家公司分别是挪威的Chipon AS(CC2420／CC2430和CC2500／CC2550等)、美国CompXs公N(ML7065)、美国Ember公司(EM2420)、美国Freescale Semiconductor 公司(MCl3192／MCl3193)。4

个公司的芯片功能都各有其特点，适合于不同

的应用场合。其中主流的芯片为Chipcon公司的芯片CC2420和CC2430，以及Freescale公司的芯片MCl3193。基于ZigBee技术的定位系统也以这些芯片为核心器件。

2007年7月，德州仪器(TI)宣布推出业界首款带硬件定位引擎的片上系统(soc)解决方案CC2431，该芯片的出现实现了ZigBee定位技术的飞跃，即将定位算法用硬件实现【1 31。基于CC2431商品化的定位系统大量涌现。国内如成都无线龙、深圳旭昂科技等公司也推出了自己成熟的定位解决方案。

总体而言，目前存在两种ZigBee定位解决方案。 (1)基于CC2431片上系统的单芯片定位方案CC243l在CC2430基础之上增加了基于RSSI的硬件定位引擎【13,28】，通过输入环境

信息以及参考节点的坐标信息，即可输出未知节点的坐标，在典型应用中可以实现3～ 5m的精确定位。但由于其定位算法由硬件物理完成，导致基于CC2431的定位系统灵活性较差。

(2)CC2430／(MCU+CC2420)+定位算法

利用CC2430实现网络中节点的信息传输，将定位方法嵌入芯片内部或在上位机集中处理，其定位算法可以灵活选择，本文就是使用CC2430芯片进行定位实现的。

大连理工大学硕士学位论文

1．5论文研究思路与内容安排

本文主要研究基于ZigBee网络的室内无线定位技术及定位跟踪系统的实现。论文通过对目前各种无线定位技术的分析研究，借鉴了无线局域网的经典定位技术，利用 RSSI和LQI值进行定位，实现了一个定位跟踪系统。本文主要通过对大量实测数据的分析，总结信号传输规律，以建立适合实际应用的定位模型。全文共分为六个部分。具

体章节内容安排如下：第1章绪论

首先阐述了课题的研究背景，介绍了当前较实用的室内无线定位系统。对无线定位算法进行了简单的说明，探讨了ZigBee技术的研究现状和发展，最后总结了本文的主要工作和论文的框架结构。

第2章ZigBee技术和Z．Stack协议栈从ZigBee网络组成和协议结构两个方面入手，对

IEEE802．15．4／ZigBee协议标准进

行了概述，并从应用的角度讨论了ZigBee技术的优越性。对Z．Stack协议栈进行了详细的介绍，总结了理解Z．Stack协议栈的几个关键点。给出了利用Z．Stack协议栈进行应用开发的步骤。

第3章实用室内定位方法研究对各种较实用的定位算法进行了研究，通过实验，获取了大量

的测试数据。总结了

几种实用算法的优缺点。提出了自己的定位实现方案。

第4章基于ZigBee网络的定位系统设计

实现了一个无线传感器定位系统，包括硬件平台、以Z．Stack协议栈为基础的定位节点程序和PC监测软件三部分。

第5章定位系统功能测试对定位系统进行了实际测试，总结优缺点。给出了进一步完善功能

的方法。并指出 了可以进一步研究的方向。

总结

最后对论文进行了总结和展望。在该部分中对自己的工作进行了总结，并针对论文尚未解决的问题给出了改进建议。