如何使用Zigbee无线技术设计无线定位系统的资料概述

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上传日期: 2018-11-01

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标签:无线定位(22)无线技术(260)ZigBee(1402)

  ZigBee技术是一种短距离、低功耗、低成本的无线组网通讯技术。本文设计了一种基于Zigbee无线技术的实验室无线定位系统。该控制系统由上位机、主控节点、各个子节点组成。上位机与各个主控节点通过以太网进行通信,主控节点又与多子节点构成星形网络,它们之间采用Zigbee技术进行通信。本文介绍了整个系统的构成,重点介绍上位机的软件设计。

  ZigBee无线通信技术属于IEEE802.1 5.4协议,是一种低功耗、低数据速率、低成本的技术,适合于进行低数据率传输的低成本设备,支持星型网络、树状网络、网状网络等多种网络拓扑,可以满足大部分网络结构的需求。ZigBee技术的低成本、低功耗特点使其广泛应用于门禁系统、矿井井下监测、工业过程控制、定位及消防安全等领域。本文正是基于ZigBee的无线通讯技术,设计的实验室无线控制系统,可以实现对实验室成员出勤情况的有效监控以及主节点和子节点之间的语音通信。

  通过在实验室所做的实验验证,基于ZigBee的区域无线控制系统能够较好的实现成员的无线定位,基于网口的通信可以进行远距离实时监控。本文以Zigbee技术为基础,实现对一定区域内的目标实现定位,其内容包括:空间三角定位算法,能量法确定距离,Zigbee收发时序控制,上位机控制MFC程序和基于以太网口的通讯(可以实现远距离的实时监控)。

  ZigBee无线通信技术属于IEEES02.15.4协议,是一种低功耗、低数据速率、低成本的技术,适合于进行低数据率传输的低成本设备,支持星型网络、树状网络、网状网络等多种网络拓扑,可以满足大部分网络结构的需求。ZigBee技术的低成本、低功耗特点使其广泛应用于门禁系统、矿井井下监测、工业过程控制、定位及消防安全等领域。本文正是基于ZigBee的无线通讯技术,为了能在低成本、低功耗的短距离上实现无线定位,设计了~个基于ZigBee技术的区域无线定位方案,在类似实验室这种场所中得到了较好的的应用,并且在不影响定位的情况下,兼顾了成本、功耗的问题,使其能够在一定的小区域范围内得到普及。设计的实验室无线控制系统,可以实现对实验室成员出勤情况的有效监控以及温度等传感数据的获取。

  系统结构如图l所示,主要由三部分组成:用于人机交互的上位机控制软件、主控节点(主要用于数据中转)、各个子节点(实验室成员随身携带和温度传感器节点)。每个子网的内部组成的节点种类分为两种:主控节点和子节点。子网内一个主控节点和多个子节点之间通过星型网络拓扑结构连接起来,每个主控节点通过2.4Ghz的无线信号与其子网络子节点进行数据的交换,多个子网间通过以路由器连接成以太局域网,这样局域网内的一台主机就可以控制整个网络。

  本系统的基本控制流程:首先开启主节点和子节点以及上位机控制软件,控制指令由主控端发出经路由器过以太网,由主控节点接受指令,后经无线收发模块MCl3192发出,子节点接收到无线信号,并传输响应发送给主控节点自己的位置信息,主节点通过以太网上传给上位机,上位机予以显示,其中包括实验室成员的位置信息和温度信息。语音通信模块的流程为:以Freescale公司的MCl3213芯片为核心,辅以相应的外围的放大与滤波电路实现子节点和主节点的语音通讯。

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