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《武汉理工大学》 2010年
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ZigBee无线定位跟踪系统的研究与设计

张杰  
【摘要】: 本文目标为实现一个基于ZigBee无线定位跟踪系统的设计,以ZigBee技术和无线定位技术为基础,进行系统硬件和软件的设计与开发。重点实现三个功能,一为节点间数据的传输,二为无线网络的自组织,三为网络覆盖范围内节点的定位。 文章在介绍了课题的内容和背景后,提出了系统的架构,即实现方式,包括芯片的对比与选择,硬件以及软件的实现方式。信息的采集方式上,引入了USB接口,除了PC机外,也可方便连接到具有USB OTG功能的手持设备上,极大地扩展了系统的应用范围。在软件方面,采用分层、模块化的实现方式,提高了软件的可移植性和软件管理的方便性。 在硬件的详细实现上,对比了当前市场上支持IEEE802.15.4协议的主流解决方案,从集成度、成本、软硬件资源以及兼容性上进行了全方面对比,最终选择CC2430和CC2431作为本系统的节点主控芯片。设计天线时,在分析了无线传感器网络所需天线特点的基础上,系统最终采用单极天线,并研究了单极天线的性能及优缺点。网关引入USB接口时采用USB从芯片CY7C68013,并通过通用编程接口与节点主芯片通信。给出了PCB设计所要遵循的规则,最后说明了硬件系统的调试流程及方法。 在软件的详细实现上,从物理层、MAC层、网络层、应该层四个层面分析了ZigBee无线传感器网络协议栈,以及TI的ZigBee2006编程框架的使用方法。分析了串口与USB通信的实现流程和编程方法,特别是USB接口,给出了应该程序给无线节点发送命令和数据的方法。最后进行了无线定位算法的分析与实现,介绍了无线定位的基本原理和当前世界上常用的定位算法,并详细说明了在CC2431的基础上实现基于RSSI的无线定位流程。 最后是总结与展望,任何技术都是不断向前发展的,本文所设计的系统在性能也有很多可以提高的地方,在硬件设备的功耗上、信道带宽上,定位的方法、精度和速度上,网络的架构形式上,接口的丰富程度上等。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP212.9;TN929.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高峰;煤矿井下辅助运输系统设计方法与智能调度研究[D];山东科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 唐刚;基于EnOcean技术的移动目标定位研究[D];成都理工大学;2011年
2 王骞;基于Zigbee技术的无线实时定位系统研究与设计[D];上海交通大学;2011年
3 贺茂平;基于ZigBee网络室内定位系统设计与实现[D];武汉理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【共引文献】
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4 吕良彬;曹阳;高洵;罗卉;;基于球壳交集的传感器网络三维定位算法[A];2006年全国通信软件学术会议论文集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李万昌;基于ZigBee的WSN定位技术研究[D];太原理工大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 袁晓东;高压开关柜的无源无线温度监测系统的研究与设计[D];东华大学;2013年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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5 阎诺;无线传感器网络关键技术的研究与实现[D];大连海事大学;2007年
6 杜丽敏;基于ZigBee技术的无线传感器网络研究[D];天津工业大学;2007年
7 王宁;基于ZigBee的传感器网络研究[D];河北理工大学;2007年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 宋茂忠,许宗泽;圆天线阵时空调制扩频通信定位系统设计与仿真[J];厦门大学学报(自然科学版);2002年01期
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5 宋茂忠,许宗泽;一种新型八相时空调制扩频通信定位综合系统[J];应用科学学报;2002年04期
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8 张毅,罗元,汪纪锋,李柱;基于移动台无线定位的研究[J];通信技术;2000年04期
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6 陈朝;昂志敏;;一种新的降低非视距误差影响的无线定位算法[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
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10 曾连荪;金志华;田蔚风;;无线测控网定位技术及其应用研究[A];惯性技术发展动能发展方向研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 小北;康柏发布领先的GSM无线定位解决方案[N];中国邮政报;2002年
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7 记者 刘冕;故宫迷路发个短信就能确定方位[N];北京日报;2006年
8 本报记者 张兆军;长春高新区企业正成为自主创新主体[N];科技日报;2006年
9 记者 卫新华 实习生 王宇;本市18个项目榜上有名[N];重庆日报;2003年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王洁;基于贝叶斯估计方法的无线定位跟踪技术研究[D];大连理工大学;2011年
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4 曹轶超;无线电定位算法研究及目标运动分析[D];东华大学;2010年
5 郭喆;基于用户行为的无线通信网络综合优化研究[D];华中科技大学;2011年
6 傅韬;基于测量报告的移动终端定位算法研究[D];华中科技大学;2011年
7 田孝华;DS-CDMA蜂窝网中无线定位与参数估计技术[D];西安电子科技大学;2003年
8 尤国红;无线定位中波达方向与时延估计研究[D];大连理工大学;2013年
9 姚金杰;基于地面基站的目标定位技术研究[D];中北大学;2011年
10 顾清华;复杂矿井三维可视化生产调度系统及关键技术研究[D];西安建筑科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶蔚;室内无线定位的研究[D];华南理工大学;2010年
2 赵超敏;无线定位中抗非视距干扰的算法[D];郑州大学;2012年
3 唐刚;基于EnOcean技术的移动目标定位研究[D];成都理工大学;2011年
4 张颖;无线定位优化算法的研究[D];西安邮电学院;2011年
5 谭凌云;基于马尔科夫随机场的室内无线定位算法研究[D];华中科技大学;2012年
6 陈健;面向3GPP-LTE终端无线定位的参数估计与定位解算研究[D];电子科技大学;2011年
7 苏军峰;室内无线定位参数估计算法研究[D];北京交通大学;2013年
8 武霄泳;基于线性调频信号的无线定位系统设计与实现[D];郑州大学;2013年
9 李灵玲;基于LTE的列车无线定位方法研究[D];北京交通大学;2014年
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