摘 要:無線傳感器網絡集中了微機電技術、感知技術、嵌入式技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,孕育出一種全新的信息截取和處理模式。針對室外GPS 定位技術的缺點,對無線傳感器網絡定位技術進行研究,設計一套基于Zigbee 技術的室內定位系統,從而實現無縫定位。本文介紹室內定位的原型系統,重點介紹原型系統的設計。
關鍵詞:無線傳感器網絡(WSN);室內定位;原型系統;Zigbee;無縫定位
1. 引 言
目前比較流行的定位技術是GPS 定位技術,它是一項比較成熟的技術,但是它也有一些自身的缺點。在室內環境下GPS 的信號 GPS 接收機定位計算是基于GPS 衛星發射的信號,由此,接收機面對空曠的天空才有較好的信號接收,而一些室內的定位如商場、辦公場所、有頂棚的停車場等地方對GPS 接收機來說接收信號是有困難的,因為GPS 信號傳播進入室內時有很大的衰減。GPS 接收機很難滿足需要。
根據GPS 系統規格書IS-GPS-200 D 版的定義,民用L1 信號到達地面的功率不低于
-158.5dBW (-128.5dBm)。而室內信號可能衰減到-160dBW 到-200dBW,這使得GPS 不可能工作。雖然現在很多GPS 接收機能接收低于-160dBW 的信號,但這還不夠。
為了在室內也可以實現定位,即實現無縫定位:無論移動目標位于何處都可以精確定位。為此在室內采用基于Zigbee 技術的無線傳感器網絡來進行定位。
2. 無線傳感器網絡及Zigbee 技術簡介
2.1 無線傳感器網絡簡介
無線傳感器網絡是由若干多功能傳感器構成的能夠協作地實時檢測、感知和采集網絡分布區域內的各種環境或檢測對象的信息,并對這些信息進行處理,獲得詳盡而準確的信息,傳送到需要這些信息的用戶的一種網絡。
傳感器網絡的三個要素是傳感器、感知對象和觀察者。傳感器是能夠集成信息采集、數據處理和無線通信等多種功能的硬件模塊。感知對象是觀察者感興趣的監測目標,也是傳感器網絡的感知對象,感知對象一般通過表示物理現象、化學現象或其他現象的數字量來表征,如溫度、濕度等。一個傳感器網絡可以感知網絡分布區域內的多個對象。一個對象也可以被多個傳感器網絡所感知。
觀察者是傳感器網絡的用戶,是感知信息的接受和應用者。觀察者可以是人,也可以是計算機或其它設備。一個傳感器網絡可以有多個觀察者。一個觀察者也可以是多個傳感器網絡的觀察者。
無線傳感器網絡體系結構圖[1]如下圖1所示: