基于ZigBee的公交信息系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)
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式中：Pr(d)為接收信號(hào)強(qiáng)度表達(dá)式(距離發(fā)射點(diǎn)d m處)；A0表示節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率；d0表示接收功率的參考點(diǎn)；γ0為自由空間路徑損耗指數(shù)(γ0=2)；γ表示實(shí)際的路徑損耗指數(shù)；Xσ表示0均值的高斯分布隨機(jī)變量；標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ。在實(shí)際的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)可以測(cè)量并記錄來自其他節(jié)點(diǎn)的型號(hào)強(qiáng)度，由式(1)推出：
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/161839.htm 
相對(duì)于其他定位方法，RSSI定位受硬件條件及環(huán)境的影響最小，且易于實(shí)現(xiàn)，但精度較差。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，無線電波的傳輸受多種因素影響，使得某個(gè)固定節(jié)點(diǎn)接收到另一個(gè)固定節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)強(qiáng)度每次不相同。但從全局來看，信號(hào)強(qiáng)度必然在某一范圍內(nèi)變化。因此采用多次測(cè)量取平均值的方法，將使計(jì)算結(jié)果不斷向?qū)嶋H坐標(biāo)收斂，從而有效地減小隨機(jī)誤差帶來的影響。
(2)通過使用三邊測(cè)量法估算出未知節(jié)點(diǎn)的位置。三邊測(cè)量法如圖2所示。已知A，B，C三個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(Xa，Ya)，(Xb，Yb)，(X-c，Yc)，以及它們到未知節(jié)點(diǎn)D的距離分別為Da，Db，Dc，計(jì)算節(jié)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(X，Y)，節(jié)點(diǎn)D在三個(gè)圓的交點(diǎn)上。根據(jù)RSSI算法，求出待測(cè)節(jié)點(diǎn)X與已知節(jié)點(diǎn)Xa，Xb，Xc之間的距離Da，Db，Dc。由于RSSI測(cè)距算法測(cè)量距離有著比較大的誤差，因此可分別通過n個(gè)已知節(jié)點(diǎn)的位置和他們與待測(cè)節(jié)點(diǎn)之間的距離求出待測(cè)節(jié)點(diǎn)n種可能的位置，然后將這n種可能的位置坐標(biāo)平均，即可得到最終待測(cè)節(jié)點(diǎn)的位置。
4 ZigBee無線定位系統(tǒng)
4．1 ZigBee無線定位系統(tǒng)組成
ZigBee無線定位系統(tǒng)是由上位機(jī)軟件進(jìn)行定位監(jiān)控和一個(gè)無線定位網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的無線定位監(jiān)控系統(tǒng)。本文采用TI／Chipcon公司的帶有硬件定位引擎的CC2431芯片和帶有路由功能的CC2430。無線定位網(wǎng)絡(luò)主要由ZigBee網(wǎng)關(guān)、參考節(jié)點(diǎn)和盲節(jié)點(diǎn)組成：
參考節(jié)點(diǎn)：無線定位系統(tǒng)中已知坐標(biāo)節(jié)點(diǎn)，是ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的路由器。由于其坐標(biāo)是已知的，所以這個(gè)節(jié)點(diǎn)要正確地配置在定位區(qū)域中。它主要將一個(gè)包含自己位置的X，Y坐標(biāo)和RSSI值的信息包發(fā)送至盲節(jié)點(diǎn)。
盲節(jié)點(diǎn)：無線定位系統(tǒng)中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，是ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的路由器，主要通過已知參考節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)來計(jì)算自身坐標(biāo)值。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)和離自己最近的參考節(jié)點(diǎn)通信，通過收集這些節(jié)點(diǎn)的X，Y坐標(biāo)和RSSI值計(jì)算出自己的坐標(biāo)信息。然后將適當(dāng)?shù)男畔l(fā)送給網(wǎng)關(guān)，通過RS232串口延長(zhǎng)線傳送給上位機(jī)軟件。
ZigBee網(wǎng)關(guān)：它是無線定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，通過RS 232串口延長(zhǎng)線與PC相連，其在整個(gè)系統(tǒng)中有著至關(guān)重要的作用。首先它要接收由上位機(jī)軟件提供配置數(shù)據(jù)，并發(fā)送給相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；其次還要接收各節(jié)點(diǎn)反饋的有效數(shù)據(jù)，并上傳至上位機(jī)軟件。
評(píng)論