摘 要

社会地不断发展和人们生活水平地提高离不开通信技术得飞速进步，随着无线传感器网络的技术进步，一些问题也随之有了解决方案。本文就室内定位这一问题提出解决方案，实现室内定位的一些基本需求。系统在IEEE802.15.4这一标准上实现无线自组网，选用RSSI这一测距技术来测定位置坐标。系统的主要组成部分有三个：协调器、参考节点与盲节点。ZigBee芯片选用TI公司设计的CC2530，选择测量RSSI值的三边定位算法。

设计了ZigBee定位电路原理图以及配套的串口电路、供电电路和指示电路，设定了节点的定位流程，盲节点的定位算法，借助定位可视化软件模拟了定位系统，结果表明，系统精度基本可以满足室内定位的基本需要，在空旷区域内测得的位置信息较准确。本系统可以用在小型建筑内定位物品、人员的位置，查看他们的具体位置。

关键词: 无线传感器网络; ZigBee协议; 室内定位; RSSI; CC2530

Abstract

The continuous development of society and the improvement of people's living standards cannot be separated from the rapid progress of communication technology. With the technological progress of wireless sensor networks, some problems have been solved. This paper puts forward a solution to the problem of indoor positioning and realizes some basic requirements for indoor positioning. The system implements the wireless ad hoc network on IEEE802.15.4 standard, and uses RSSI, a ranging technology, to measure the position coordinates. The main components of the system are three: coordinator, reference node and blind node. ZigBee chip selects CC2530 designed by TI company, and selects trilateral positioning algorithm to measure RSSI value.

The schematic diagram of ZigBee positioning circuit and the matching serial port circuit, power supply circuit and indication circuit are designed. The node positioning process and blind node positioning algorithm are set. The positioning system is simulated with the aid of positioning visualization software. The results show that the system accuracy can basically meet the basic needs of indoor positioning, and the position information measured in the open area is more accurate. This system can be used in small buildings to locate objects and people and check their specific positions.

Key Words：WSN; Zigbee protocol; indoor location; RSSI; CC2530

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 WSN的国内外研究现状 2

1.3 本论文的设计目标与设计亮点 4

第2章 基于WSN智能节点的定位方案分析 5

2.1室内定位技术的分析 5

2.2 基于WSN智能节点定位技术的方案论证 5

2.2.1 几基于WSN智能节点的定位技术 5

2.2.2 本文选定的方案 7

2.3 ZigBee定位的原理 8

2.4 本章小结 9

第3章 基于WSN智能节点定位系统的设计 10

3.1 WSN智能节点的硬件设计 10

3.2 WSN智能节点的硬件设计图 11

3.3 WSN智能节点的程序设计 14

3.3.1 盲节点定位程序设计 14

3.3.2 盲节点程序设计 15

3.4 本章小结 18

第4章 WSN智能节点模块的调试 19

4.1测试环境搭建 19

4.2测试结果分析 21

4.3 本章小结 22

第5章 总结与展望 23

5.1 总结 23

5.2 展望 23

参考文献 25

致 谢 27

1. 绪论

由于时代的变迁以及社会日渐进步，人们的生活水平也不断提高，在这个过程中，人民群众在生活中所需的通信技术也越来越多，原始单一的通信手段早已无法满足飞速变化的社会，因此研究新式通信是很迫切的一件事。近年来，随着通信技术的飞速进步，无线通信技术成为研发主流，而在这其中，无线传感器网络技术(WSN)更是有着惊人的进步，中小型无线局域网技术性逐步完善，而它的出现，便利了人们的日常生活和工作。在WSN中，智能节点更是不可或缺的重要部分，设计各式各样的智能节点模块，成了一大课题。

• 1. 研究目的及意义

WSN的发展历程和其他科学技术的发展历程很相似，最早都是由军方提出的概念，同样也是军方率先展开相关的研究。美国国防部大约在二十世纪80年代开始支持其国内的大学进行分布式系统传感器网络的科学研究，后来人们认为这是无线传感器网络的最早形态。从那以后，全美国的高等院校开始普遍研究大量相似的科研项目，著名的有加州大学伯克利分校的“智能灰尘”项目，加州大学洛杉矶分校的视窗网际网路名称服务项目，除此以外还有许多研究机构联合试验的SensIT计划，等等。这些项目取得的进展促进了无线传感网技术的提升，这一时期许多相关的应用也逐渐走向了民用，无线传感器网络技术不再是军方所独有的，这一发展历程也和之前的大量技术颇为相似。

随着WSN地不断发展，其应用场景与市场也越来越广阔，例如以下的数个领域：