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《西藏大学》 2017年
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基于ZigBee网络的拉萨旅游景区内景点定位系统研究

赵向阳  
【摘要】:旅游业作为我国国民经济的支柱型产业,其发展不仅能够有效助推区域经济的发展,而且旅游景区信息化水平的提升还能促进旅游景区现代化的发展,进而加快城市向现代化迈进的步伐。因此,拉萨市发布了2016年至2020年旅游产业发展目标,明确提出将投资1000亿元以建立智慧旅游体系及推进旅游区域的物联网建设等。物联网技术通常指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术,而ZigBee技术是物联网技术的支撑技术之一。相对于其他无线定位技术,ZigBee技术能够提供具有低功率、小范围、低速率、低价格和网络容量大等优点的网络,可以更好地提升景区的服务质量。本文在研究了ZigBee网络的拓扑结构和路由算法的基础上,提出了基于ZigBee网络的拉萨旅游景区内景点定位系统的研究。针对不同的研究内容,本文采用了文献分析、模拟仿真和实物系统搭建等三种研究方法。其中,文献分析法主要针对ZigBee技术及Zig Bee网络性能优化的相关研究等理论问题;模拟仿真法主要针对ZigBee网络规模对网络性能影响的模拟仿真问题;实物搭建法则主要用于实现拉萨旅游景区内景点定位系统。相应的本文有以下三项研究成果。第一,通过分析文献总结得出了ZigBee网络性能优化的相关研究包括ZigBee网络拓扑优化、ZigBee路由算法优化及其他协议层参数优化(如MAC层信标模式下的超帧参数)等三个层面;同时还得出了Zig Bee网络性能与网络规模的关系研究只限于理论研究和小规模网络对网络性能的影响研究等结论。第二,在文献分析的基础上,本文利用OPNET仿真软件提供的网络模型设计仿真实验,收集整理了负载、吞吐量、时延等指标数据,并通过分析比对指出实验环境下的路由器设备和终端设备数量分别控制在29—33个和63—84个范围内时,可以实现较好的ZigBee网络性能。第三,首先研究了基于ZigBee技术的智慧景区体系结构设计框架,然后以体系结构为指导研究了基于ZigBee技术景点定位系统中的软硬件详细设计,最后在片上系统解决方案CC2430/CC2431无线ZigBee模块、JLX12864G-1016显示模块及DS18B20温度传感器模块等搭建了硬件平台的基础上,设计实现了景点定位、数据采集传输、数据显示及游客位置信息的后台监测等四种软件功能的定位系统。
【关键词】:ZigBee网络 网络性能优化 景点定位系统
【学位授予单位】:西藏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN92
【目录】:
  • 摘要3-5
  • ABSTRACT5-10
  • 第一章 绪论10-19
  • 1.1 选题背景与研究意义10-13
  • 1.1.1 选题背景10-12
  • 1.1.2 研究意义12-13
  • 1.2 研究现状13-18
  • 1.2.1 物联网ZigBee技术应用研究现状13-16
  • 1.2.2 物联网ZigBee技术在旅游业应用研究现状16
  • 1.2.3 物联网ZigBee技术在西藏地区应用研究现状16-18
  • 1.3 论文主要研究工作18-19
  • 第二章 ZigBee技术19-29
  • 2.1 ZigBee技术介绍19-22
  • 2.1.1 ZigBee技术特点19
  • 2.1.2 ZigBee技术与其他无线技术的比较19-22
  • 2.2 ZigBee体系结构22-29
  • 2.2.1 ZigBee体系结构的概述22-23
  • 2.2.2 ZigBee体系结构的协议栈23-25
  • 2.2.3 ZigBee体系结构的层次描述25-29
  • 第三章 ZigBee网络性能优化的相关研究29-38
  • 3.1 ZigBee网络要素29-35
  • 3.1.1 ZigBee网络设备类型29-30
  • 3.1.2 ZigBee网络地址分配30
  • 3.1.3 ZigBee网络拓扑结构30-31
  • 3.1.4 ZigBee网络路由算法31-35
  • 3.2 ZigBee网络性能优化仿真研究35-38
  • 3.2.1 ZigBee网络性能优化理论分析35-36
  • 3.2.2 ZigBee网络性能优化实验仿真36-38
  • 第四章 网络规模仿真研究38-48
  • 4.1 OPNET软件介绍38-40
  • 4.1.1 常用仿真软件38-39
  • 4.1.2 OPNET仿真39-40
  • 4.2 网络规模对网络性能的仿真研究40-48
  • 4.2.1 仿真实验设计40
  • 4.2.2 仿真实验参数配置40-43
  • 4.2.3 仿真实验数据收集43-45
  • 4.2.4 仿真实验数据分析45-48
  • 第五章 景点定位系统实现研究48-58
  • 5.1 智慧景区系统的体系结构48-52
  • 5.1.1 需求分析48-49
  • 5.1.2 总体设计49-52
  • 5.2 定位系统设计52-57
  • 5.2.1 定位结点设计52-54
  • 5.2.2 外围平台设计54-57
  • 5.3 定位系统实现57-58
  • 5.3.1 定位软件烧写57
  • 5.3.2 定位系统搭建57-58
  • 第六章 总结58-59
  • 参考文献59-64
  • 附录64-70
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录70-71
  • 致谢71

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