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基于无线传感器网络的定位系统设计

发布时间:2020-06-30 17:25:27 阅读: 来源:排污泵厂家

定位是无线传感器网络重要的支撑技术,具有广泛的应用。ZigBee技术则是一种近距离、低功耗、低数据传输率、低成本的双向无线通信技术,可以嵌入到各种设备中,同时支持地理定位功能。将ZigBee技术应用于无线传感器网络中是现今研究的一个重点,相关定位技术的研究和应用也受到人们广泛的关注。

1 WSN定位概述

1.1 WSN定位研究现状

无线传感器的广泛应用使其定位技术得到快速发展。TI公司推出一款带硬件定位引擎的片上系统(SoC)解决方案CC243l,在典型应用中可实现3~5 m定位精度和0.25 m的分辨率,由于定位算法被固化,导致其应用缺少灵活性。另一方面,利用普通无线收发器件结合软件算法的定位受到了广泛关注。

1.2 CC2430简介

CC2430是TI公司推出的一款2.4 GHz射频系统单芯片。该器件内部集成有ZigBee射频前端,内存和微控制器。微控制器使用的805l内核,内部具有128 KB可编程闪存和8 KB的RAM,还包含A/D转换器、定时器Timer、AESl28协同处理器、看门狗定时器、32 kHz晶振的休眠模式,定时器上电复位电路以及外部21个可编程的I/O口,在硬件上支持IEEE802.15.4规定的CSMA-CA功能。CC2430自身资源丰富和低功耗、低成本的特点使得其非常适用于无线传感器网络中。

2 定位系统网络结构图

系统体系结构如图l所示。无线传感器定位系统中包括3类节点:协调器、参考节点和盲节点。参考节点位置已知,盲节点利用已知参考节点信息,借助一定的定位算法确定自身位置,完成自身定位。

一个完整的无线传感器定位系统设计过程包括3个方面:硬件节点设计、定位节点软件设计和上位机软件设计。硬件设计为系统提供定位硬件平台,定位节点软件设计主要完成无线收发模块的数据传输流程,上位机软件接收无线采集数据,利用特定算法完成定位,并动态显示定位结果。

3 WSN定位节点硬件设计

3.1 总体设计

定位节点硬件设计框架如图2所示。硬件设计分为两部分:无线通信模块设计和无线测试模块设计。无线通信模块为节点间的无线数据提供接口,它是节点核心部分。无线测试模块通过RS232串口转换电路实现PC机与协调器节点间的数据传输。

图2定位结点硬件设计框图

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