基于Zigbee网络的定位算法研究

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无线传感器网络是一个综合的智能信息系统,Zigbee技术具有网络容量大、节点体积小、架构简单、低速率、低功耗等优点,两者结合组成了Zigbee网络,定位技术是Zigbee网络的关键支撑技术之一,对整个网络的覆盖部署、拓扑控制、路由通信和目标跟踪等影响很大,它贯穿了Zigbee网络各个环节。  本文设计了一种基于 RSSI测距的组合定位算法。在极大似然估计定位算法的基础上,运用最小二乘拟合圆算法对定位节点进行精确定位。本文的研究工作主要包括以下几个方面:  1.提出了一种基于RSSI测距的组合算法,对现有的RSSI测距公式进行推导。提出了多路损耗公式,并采用高斯分布公式确定 RSSI的有效值范围,提高了测距的准确性。  2.定位模型采用的是极大似然估计法,在已知参考节点坐标和节点距离的条件下,通过计算得到定位节点的估计坐标。  3.本位采用了最小二乘拟合圆算法进行精确的定位,。该算法主要通过多次采集最近参考节点的RSSI值,依据最小二乘拟合圆原理求出定位节点的精确坐标。  4.本文做个关于RSSI数据采集的实验,20个参考节点随机放置空旷的室外,分两次放在不同面积的区域上。根据参与定位的参考节点的个数分成五组进行实验。本实验设计了一个上位机软件,实现了发送命令、接收数据、计算距离、定位计算等多个功能。  5.对上位机的数据及计算结果进行分析。通过实验结果发现,采用RSSI组合定位算法大大减小了节点的测量误差、计算误差和系统开销,提高了定位的准确性和适用性。
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