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基于ZigBee和GPS的无线网络定位技术研究

沈轶闻  
【摘要】:单兵作战系统是在信息化战争背景下产生的。对于需要协同作战的一个战术小队,每个队员如果都能够实时的掌握队伍信息,战斗态势,敌我数量等信息,将极大的提升集团作战能力,这其中实时获得每个人的具体位置是最基础也是最重要的战术信息。而利用无线传感网络的定位技术就可以实现这一功能,无线传感器网络一项主要技术就是定位技术,包括自身定位技术,网络区域内目标定位技术等。然而这种定位技术是一种相对定位,只能获得在网络坐标中的相对位置信息,不能跳出网络获得节点的绝对地理位置信息,这给需要全局感知的战术小队指挥带来了难题。本课题正是利用无线传感网络的自组织和定位技术的优势,同时结合GPS接收机,实现GPS信号受到干扰或者无法接收到GPS信号的区域,如地下掩体战斗或电磁干扰战场区域,利用一个远离干扰源的GPS信号站接收定位信息,然后通过无线传感网络,使网络中的节点可以获得定位信息,从而实现区域化的地理定位。 论文首先阐述了实现ZigBee节点定位和GPS卫星定位的原理,技术和方法,着重研究两点:ZigBee技术基于RSSI的定位原理和实现方式,以及对由GPS接收机获得的NMEA0183格式的GGA数据处理。 为了具体实现设想的功能,利用TI的CC2430/31作为定位节点模块,首先搭建ZigBee无线网络;然后利用CC2431内的硬件定位引擎实现节点定位;之后连接GPS与ZigBee协调器模块用来获得卫星定位信息;最后测试所有实验设备,实现了移动目标节点的地理信息定位,并选择了两种情况进行系统实验,实验结果能够达到预期效果。


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