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基于ZigBee网络的室内定位系统研究
其他题名Study on Indoor Location System Based on ZigBee network
高辉
学位类型工学硕士
导师郭大蕾 ; 王飞跃
2009-05-24
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业控制理论与控制工程
关键词室内定位系统 Zigbee 信号能量强度 射频指纹 Indoor Location System Zigbee Received Signal Strength Rf Fingerprint
摘要近年来室内物品以及人员的位置感知计算、基于位置的服务成为研究热点,如何 确定室内环境中的人或物品的位置是基于位置服务的核心问题,因此室内定位系统是实 现基于位置服务的基础。另一方面,随着计算机和嵌入式技术的发展,出现了WLAN, Bluetooth, RFID, UWB等无线网络技术,这些网络技术为室内定位系统的实现提供了新 的解决方案。与这些网络技术相比,ZigBee是一种低成本、低功耗、低速率的无线连接技 术,本文设计并实现了一种基于ZigBee网络的室内定位系统。在本文中,主要的工作和贡 献有: 1) 对现有的室内定位技术进行综述,分析了室内定位系统的背景和研究现状,在 对ZigBee协议的特点进行分析的基础上提出了利用ZigBee网络实现室内定位系统。 与其它定位系统相比,该系统的主要优点在于低成本、低功耗、容易部署。 2) 研究ZigBee和IEEE802.15.4协议的特点, 结合室内定位系统的需求给出了基 于ZigBee网络的室内定位系统的详细设计方案。根据系统设计方案,分析了系 统中各种ZigBee节点的功能需求,结合ZigBee协议特点给出了节点程序的具体实现 方法。 3) 对于使用射频指纹方法的定位系统,信号能量的特征从本质上决定了系统的定位效 果,因此本文通过大量实测数据分析总结了室内环境ZigBee网络中的信号能量强度 的特征,讨论了这些特征对于定位效果的影响以及对于系统参数选择的启示。在此 基础上,通过实际实验结果验证并评价了系统的性能,分析了系统参数对于系统定 位效果的影响。
其他摘要Recent years have seen a growing interest in location-aware computation and location-aware services. The key of location-aware services is to acquire positions of human beings and objects in indoor environment, and that makes indoor location systems the foundation of location-aware services. On the other hand, many new wireless network technologies such as WLAN, Bluetooth, RFID and UWB have emerged with the development of computer and embedded techniques. These wireless networks provides new solutions for indoor location systems. Compared to them, ZigBee is low-cost, low-power and low-data rate. In this thesis, an indoor location system based on ZigBee network is proposed. The main work and contribution in this thesis includes: 1)After analyzing the research background and advances of location systems and the ZigBee protocol, the design of an indoor location system based on ZigBee network is proposed. The major advantages of the proposed system is low-cost, low-power and easy to implement. 2) According to the characteristic of the ZigBee and IEEE802.15.4 protocol, the detailed design of indoor location system based on ZigBee network is presented. The functions of ZigBee nodes in the system are analyzed and the implementation of programs on the nodes is given. 3) For systems based on RF fingerprinting, the parameters of received signal strength(RSS) limit the location accuracy. In the thesis the parameters of RSS in ZigBee network in indoor environment are analyzed combined with large amounts of experiments and data. The influence of RSS on the location results and system parameter selection is obtained and verified through the experiment. Moreover, the results of other parameters' in°uence on system performance are given.
馆藏号XWLW1391
其他标识符200628014628003
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/7474
专题毕业生_硕士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
高辉. 基于ZigBee网络的室内定位系统研究[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院研究生院,2009.
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