基于ZigBee的公交信息系统研究与实现
式中:Pr(d)为接收信号强度表达式(距离发射点d m处);A0表示节点的发射功率;d0表示接收功率的参考点;γ0为自由空间路径损耗指数(γ0=2);γ表示实际的路径损耗指数;Xσ表示0均值的高斯分布随机变量;标准偏差为σ。在实际的无线传感器网络中,节点可以测量并记录来自其他节点的型号强度,由式(1)推出:

相对于其他定位方法,RSSI定位受硬件条件及环境的影响最小,且易于实现,但精度较差。无线传感器网络中,无线电波的传输受多种因素影响,使得某个固定节点接收到另一个固定节点发射的信号强度每次不相同。但从全局来看,信号强度必然在某一范围内变化。因此采用多次测量取平均值的方法,将使计算结果不断向实际坐标收敛,从而有效地减小随机误差带来的影响。
(2)通过使用三边测量法估算出未知节点的位置。三边测量法如图2所示。已知A,B,C三个节点的坐标分别为(Xa,Ya),(Xb,Yb),(X-c,Yc),以及它们到未知节点D的距离分别为Da,Db,Dc,计算节点D的坐标为(X,Y),节点D在三个圆的交点上。根据RSSI算法,求出待测节点X与已知节点Xa,Xb,Xc之间的距离Da,Db,Dc。由于RSSI测距算法测量距离有着比较大的误差,因此可分别通过n个已知节点的位置和他们与待测节点之间的距离求出待测节点n种可能的位置,然后将这n种可能的位置坐标平均,即可得到最终待测节点的位置。
4 ZigBee无线定位系统
4.1 ZigBee无线定位系统组成
ZigBee无线定位系统是由上位机软件进行定位监控和一个无线定位网络构成的无线定位监控系统。本文采用TI/Chipcon公司的带有硬件定位引擎的CC2431芯片和带有路由功能的CC2430。无线定位网络主要由ZigBee网关、参考节点和盲节点组成:
参考节点:无线定位系统中已知坐标节点,是ZigBee网络中的路由器。由于其坐标是已知的,所以这个节点要正确地配置在定位区域中。它主要将一个包含自己位置的X,Y坐标和RSSI值的信息包发送至盲节点。
盲节点:无线定位系统中的移动节点,是ZigBee网络中的路由器,主要通过已知参考节点的坐标来计算自身坐标值。移动节点和离自己最近的参考节点通信,通过收集这些节点的X,Y坐标和RSSI值计算出自己的坐标信息。然后将适当的信息发送给网关,通过RS232串口延长线传送给上位机软件。
ZigBee网关:它是无线定位系统的网络协调器,通过RS 232串口延长线与PC相连,其在整个系统中有着至关重要的作用。首先它要接收由上位机软件提供配置数据,并发送给相应的节点;其次还要接收各节点反馈的有效数据,并上传至上位机软件。

加入微信
获取电子行业最新资讯
搜索微信公众号:EEPW
或用微信扫描左侧二维码