本文關(guān)鍵詞：基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位研究與優(yōu)化

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【摘要】：信息時(shí)代的來(lái)臨造就了互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展,也給人們的生活帶來(lái)了極大的便利,也促使各類基于位置的服務(wù)越來(lái)越流行,同時(shí)導(dǎo)航與定位這門交叉學(xué)科也成為了熱門科學(xué)。目前以美國(guó)GPS為代表的全球定位系統(tǒng)已經(jīng)足夠成熟,作為一項(xiàng)室外定位技術(shù),其精度已經(jīng)可以滿足民用領(lǐng)域,然而在室內(nèi)條件下,這項(xiàng)技術(shù)卻無(wú)法發(fā)揮其作用,這是因?yàn)槠湫盘?hào)較弱,不足以穿透進(jìn)入室內(nèi)。城市化建設(shè)的大力發(fā)展使得高樓聳立,即使在室外條件下,這些樓宇包括綠化樹木也會(huì)對(duì)信號(hào)造成遮擋,因此在室內(nèi)以及上述情況下,需要一種能夠有效的定位技術(shù)來(lái)滿足這種需求。近年來(lái),無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為一大研究熱門,作為其中之一的ZigBee技術(shù)憑借其優(yōu)越的功耗低,成本低,安全性高的性能,成為室內(nèi)定位的關(guān)鍵技術(shù)。文章闡述了國(guó)內(nèi)外無(wú)線傳感器技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,通過(guò)對(duì)比無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的各類技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn),得出ZigBee技術(shù)在室內(nèi)定位解決方案中的可行性。目前的ZigBee室內(nèi)定位技術(shù)主要以損耗模型定位和指紋庫(kù)定位兩種方法為主,指紋庫(kù)定位方法的精度相對(duì)較高,但是前期的建庫(kù)工程巨大,制約了其應(yīng)用。而損耗模型定位方法則相對(duì)靈活,但是模型參數(shù)收環(huán)境影響較大,主要依靠經(jīng)驗(yàn),具有較大的隨機(jī)性,文章通過(guò)基于進(jìn)化理論的新方法對(duì)模型參數(shù)逐漸逼近最優(yōu)參數(shù)。同時(shí)由于節(jié)點(diǎn)布置對(duì)于信號(hào)傳播有著決定作用,文章通過(guò)建立對(duì)節(jié)點(diǎn)布置的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)節(jié)點(diǎn)布置優(yōu)劣評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。通過(guò)選用TI的CC2530芯片搭建ZigBee無(wú)線定位網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),對(duì)損耗模型參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)優(yōu)化逼近,然后對(duì)參考節(jié)點(diǎn)的布置方案進(jìn)行了誤差對(duì)比,結(jié)果可見對(duì)區(qū)域誤差較小的布置方案定位誤差也較小,有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 進(jìn)化理論 加權(quán)距離 節(jié)點(diǎn)布置優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9;TN92
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 引言9-17
• 1.1 課題來(lái)源、選題背景及研究意義9-10
• 1.2 無(wú)線定位技術(shù)概述10-13
• 1.2.1 Wi Fi室內(nèi)定位技術(shù)10-11
• 1.2.2 藍(lán)牙室內(nèi)定位技術(shù)11
• 1.2.3 射頻識(shí)別室內(nèi)定位技術(shù)11
• 1.2.4 UWB室內(nèi)定位技術(shù)11-12
• 1.2.5 超聲波定位技術(shù)12
• 1.2.6 Zig Bee室內(nèi)定位技術(shù)12-13
• 1.3 幾種典型的室內(nèi)定位系統(tǒng)13-14
• 1.3.1 Active Badge系統(tǒng)13
• 1.3.2 Active Bat系統(tǒng)13-14
• 1.3.3 RADAR系統(tǒng)14
• 1.3.4 Cricket系統(tǒng)14
• 1.4 室內(nèi)定位研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景14-15
• 1.5 主要內(nèi)容和章節(jié)安排15-17
• 第2章 Zig Bee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)17-25
• 2.1 IEEE 802.15.4 協(xié)議17-20
• 2.1.1 主要特點(diǎn)17-19
• 2.1.2 物理層（PHY）規(guī)范19-20
• 2.1.3 媒體介質(zhì)訪問(wèn)層（MAC）規(guī)范20
• 2.2 Zig Bee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)20-24
• 2.2.1 Zig Bee協(xié)議體系結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范21-22
• 2.2.3 應(yīng)用層規(guī)范22-23
• 2.2.4 Zig Bee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及拓?fù)?/span>23-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 室內(nèi)定位機(jī)制25-37
• 3.1 三角測(cè)量技術(shù)25-28
• 3.1.1 TOA25-26
• 3.1.2 TDOA26-27
• 3.1.3 AOA27-28
• 3.2 RSSI測(cè)量技術(shù)28-31
• 3.2.1 基于信號(hào)傳播損耗模型28-29
• 3.2.2 基于指紋庫(kù)的定位方法29-31
• 3.3 坐標(biāo)計(jì)算方法31-33
• 3.3.1 三邊測(cè)量法31
• 3.3.2 三角測(cè)量法31-32
• 3.3.3 極大似然估計(jì)法32-33
• 3.4 室內(nèi)定位平臺(tái)搭建33-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 Zig Bee室內(nèi)定位優(yōu)化方案37-49
• 4.1 基于路徑損耗的參數(shù)定位方法37-38
• 4.1.1 加權(quán)最鄰近定位算法37-38
• 4.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理方法38
• 4.2 基于進(jìn)化理論的參數(shù)確定方法38-40
• 4.2.1 產(chǎn)生初始種群39
• 4.2.2 執(zhí)行進(jìn)化策略39-40
• 4.3 節(jié)點(diǎn)優(yōu)化布置方法40-44
• 4.4 實(shí)驗(yàn)測(cè)試44-47
• 4.4.1 獲取模型參數(shù)45-46
• 4.4.2 參考節(jié)點(diǎn)優(yōu)化布置與定位測(cè)試46-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第5章 結(jié)論與展望49-51
• 5.1 結(jié)論49
• 5.2 未來(lái)展望49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻(xiàn)52-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果54

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1 本報(bào)記者 馬靜t，

本文編號(hào)：878854