ZigBee无线定位毕业设计解析
毕业设计--Zigbee技术实现无线门控系统【范本模板】
学士学位论文系别: 计算机科学与技术学科专业：计算机科学与技术姓名: ****＊＊＊2011年6月Zigbee技术实现无线门控系统系别：计算机科学与技术学科专业：计算机科学与技术姓名：*＊＊指导教师：**＊****2011年6月Zigbee技术实现无线门控系统摘要：随着通信技术的快速发展,家居生活的智能化成为未来家居的发展方向，它利用先进的计算机技术和网络通信技术将家居门窗的状态随时都置于用户的控制之下，便于统筹管理，为人们提供智能、舒适的居住环境。
本文介绍了自动门控系统的定义和国内外发展概况，比较各种组网技术的特点，选择适合自动门控系统的Zigbee技术组建内部通信网,完成了系统结构设计和传感器节点的硬件实现，组建了具备自组织功能的Zigbee网络，制定相应的应用层通信协议。
本文的工作重点是传感器通用接入和 Zigbee网络组建的方案设计。
在大量调研的基础上，我们总结出了常用传感器的输出信号类型,完成输出信号标准化的硬件设计，通过多通道的方式实现 A/D变换模块的共享，最终实现自动门控系统中传感器的通用接入，解决了传感器接入困难这个问题。
此外，本文采用Zigbee技术组建自动门控系统内部通信网，该网络采用星型拓扑结构,实现简单；并且具备自组织功能，新传感器节点入网无需人工配置;考虑了系统异常的情况，增强系统强壮性；采用多工作模式的MCU,通过工作模式的切换降低传感器节点的功耗，延长了节点的使用寿命。
本文设计的自动门控系统实现了传感器的通用接入,组建了基于Zigbee 技术的自组织组网络,系统安装方便，扩展性好,具有很好的实用价值。
关键词:近距离无线通信 Zigbee 智能家居Zigbee—based wireless door controlling system Abstract:With the rapid development of communication technology，the intelligent life is the development direction of future home.It takes the advantage of computer and telecommunication technology to put the state of doors and windows are under users control and convenient for manage them as a whole ,so as to provide the intelligent and comfortable living environment。
ZigBee无线定位详解
N=25 测量坐标 0.5，6.0
1，1 5.25，0.25 6.25，4.5 5.0，2.0 2.75，1.25 1.0，2.5
3，4.75 3，3.5
误差 22.4％ 28.3％ 11.2％ 26.9％ 10.0％ 25.5％ 20.0％ 11.2％ 22.4％
N=20 测量坐标 0.75，6.75 1.25，0.5 5.5，0.25 6.25，5.0 6.25，2.75 2.75，0.5 0.25，2.75 2.5，5.25 2.75，2.25
无线定位系统的实现
• 硬件平台： • CC2430/CC2431芯片介绍 • CC2431硬件引擎介绍 • 软件平台：承受IAR Systems公司的IAR Embedded
Workbench(简称EW) • 基于RSSI的定位算法：Pr(dBm)=A-10nlgr，A可
以看作信号传输lm远时接收 信号的功率，n是传播因子
应用层的协议由ZigBee联盟定义。 而应用层又包含应用支持子层
(APS)、应用框架(AF)、ZigBee设
备对象(ZDO)和由制造商制定的应
ZigBee协议栈体系图
• ZigBee网络设备类型
ZigBee网络系统共有三种规律设备类型：
协调器：该设备初始化一个ZigBee无线网络。
路由器：允许其他设备参加网络、多跳路由和帮助
误差 5.0% 7.1% 11.2％ 11.2％ 5.0％
• 增加温度采集功能〔片内温度传感器〕
结论
• 试验结论： • 通过实地测量验证了基于RSSI定位系
统的可行性。
• 通过增加参考节点测量次数，修正 RSSI值可以提高接收RSSI值的稳定性， 从而提高定位系统的准确度，尤其是在 定位节点密度不是很高的时候。
本科毕业论文-基于ZigBee的数据采集系统的设计【范本模板】
西安航空学院本科毕业设计（论文) 题目：基于ZigBee数据采集系统的设计学院: 电子工程学院专业：测控技术与仪器学号：**＊**＊*＊*＊***＊学生姓名：＊*＊***指导教师: ****＊*＊＊＊*2016年5月25日近年来科技水平不断提高，各行各业也对获取数据的便捷性、准确性、廉价性提出来越来越高的要求。
无论工业现场还是在家庭，温湿度都是一个非常重要的因素。
然而在某些高腐蚀的环境下通过布设电缆，进行采集是不易的。
实现无线数据采集的无线化、智能化是最理想的解决方案.ZigBee作为一种最新推出的无线通信技术，已经在工业自动化、智能医疗、消费电子产品方面得到了普遍的应用.本文是在ZigBee技术做了深入的研究下，完成了基于ZigBee的温湿度数据采集系统的设计.本文主要利用CC2530芯片作为整个系统的核心，采用IEEE 802.15。
4协议作为整个网络的通信协议.前端高精度的DHT11温湿度传感器把检测数据通过终端节点，发送到另一个作为整个无线网络协调器的ZigBee模块，并用电平出发的LCD12864显示模块进行显示。
本文中搭建的微型无线数据采集网络，实现了温度和湿度数据的实时采集。
本设计提出的无线数据采集的方式,为现场数据监测的无线化设计和实际应用问题的解决，提供了思路。
关键字：无线数据采集系统；温湿度;ZigBee；CC2530；DHT11In recent years, science and technology has improved continuously, businesses also easy access to data，accuracy, cheapness raised higher and higher requirements。
Whether at home or industrial field，temperature and humidity is a very important factor. However, in some highly corrosive environment by running cables, acquisition is not easy。
zigbee毕业设计(论文)
本科毕业设计（论文）学院专业学生姓名班级学号指导教师二零一零年六月zigbee通信模块的设计The design of zigbee communication module江苏科技大学毕业论文（设计）任务书学院：电子信息学院专业：电子信息工程学号：0640302224 姓名：王恩伟指导教师：王宝忠职称：副教授2010年3 月1 日摘要Zigbee是一种新兴的短距离，低速率无线网络技术。
它是一种介于无线标记与蓝牙之间的技术提案，此前被称作HomeRF Lite或firefly无线技术，主要用于近距离无线连接。
它有自己的无线标准，是通过数千个微小的传感器之间相互协调来实现通信的。
这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数从一传感器传到另一个传感器，所以通信效率非常高。
Zigbee技术应用广泛，包括智能家居，建筑自动化，自动仪表读取，工业自动化，冷冻管理和货柜防护。
这些应用让企业节省能源，带来经济和环保效益；智能家居提升家居安全，舒适度和娱乐享受；监测如道路及桥梁等公用基建的损耗，避免设施损坏甚至人员伤亡。
Zigbee协议栈由一组特定的服务;一个数据实体提供数据传输服务；一个管理实体提供全部其他服务。
每个服务实体通过一个服务接入点为上层提供服务接口，并且每个SAP提供一系列的基本服务指令完成相应的功能。
关键字：短距离；智能家居；协议栈；AbstractZigbee is a new short-range, low-rate wireless network technology. It is a cross between tag and Bluetooth wireless technology between the proposals, had been called HomeRF Lite or firefly wireless technology, mainly used for short-range wireless connection. It has its own wireless standard, through thousands of tiny sensors to achieve coordination between the communications. The sensor requires very little energy to relay the number through radio waves transmitted from one sensor to another sensor, so the communication efficiency is very high. Zigbee technology is widely used, including smart home, building automation, automatic meter reading, industrial automation, refrigeration management and container protection. These applications allow enterprises to save energy, bring economic and environmental benefits; smart home improve home safety, comfort and entertainment; monitoring. such as roads and bridges and other public infrastructure losses, to avoid equipment damage and even casualties. Zigbee protocol stack by a specific set of services; a data entity to provide data transmission services; a management entity to provide all other services. Each service entity through a service aCCess point to provide services for the upper interface, and each SAP order to provide a range of basic services to complete the functions of the corresponding.Key words:short-range; smart home; Zigbee protocol stack;目录第一章绪论 (1)1.1 zigbee无线网络的研究背景 (1)1.2 zigbee无线网络的研究现状 (1)1.3 zigbee无线网络的研究前景 (2)第二章zigbee协议栈 (4)2.1 认识zigbee协议栈 (4)2.2 设备类型 (5)2.2.1 协调器 (6)2.2.2 路由器 (7)2.2.3 终端设备 (7)2.2.4 栈配置 (7)2.3 寻址 (7)2.3.1 地址类型 (8)2.3.2 网络地址分配 (8)2.3.3 Z-Stack寻址 (9)2.3.4 单点传送 (10)2.3.5 间接传送 (10)2.3.6 广播传送 (11)2.3.7组寻址 (11)2.3.8重要设备地址 (12)2.4 绑定 (12)2.4.1 建立绑定表 (12)2.4.2 ZigBee Device Object Binding Request (13)2.4.3 启动申请 (13)2.4.4 Zigbee设备对象终端绑定请求 (13)2.4.5 设备应用层绑定管理 (14)2.4.6 配置源绑定 (15)2.5 路由 (16)2.5.1 概述 (16)2.5.2 路由协议 (16)2.5.3 路径的发现和选择 (17)2.5.4 路径保持维护 (18)2.5.5路径期满 (18)2.5.6 表存储 (18)2.5.7 路由表 (18)2.5.8路径发现表 (18)2.5.9路径设置快速参考 (19)2.6安全 (19)2.6.1概述 (19)2.6.2配置 (20)2.6.3网络访问控制 (20)2.6.4更新密码 (20)2.6.5快速参考 (21)2.7本章小结 (21)第三章zigbee 开发平台 (23)3.1 zigbee软件开发平台 (23)3.2 zigbee硬件开发平台 (23)3.2.1 CC2530芯片介绍 (23)3.2.2开发板原理 (25)3.3小结 (26)第四章家庭自动化应用 (29)4.1 软件设计原理 (29)4.2 管理器（灯）设备 (35)4.3终端（开关）设备 (36)4.4小结 (36)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)第一章绪论1.1 zigbee无线网络的研究背景无线传感网络技术是典型的具有交叉学科性质的军民两用的高科技技术，可以广范应用于军事，国家安全，交通管理，灾害预测，医疗卫生，制造业和城市信息化建设等领域。
ZigBee无线定位技术剖析
ZigBee无线定位技术剖析引言CC2431/ZigBee是TI公司推出的带硬件定位引擎的片上系统(SoC)解决方案，能满足低功耗ZigBee/IEEE 802.15.4无线传感器网络的应用需要。
CC2431定位引擎基于RS-SI(Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示)技术，根据接收信号强度与已知参考节点位置准确计算出有关节点位置，然后将位置信息发送给接收端。
相比于集中型定位系统，RSSI功能降低了网络流量与通信延迟，在典型应用中可实现3～5 m定位精度和0.25 m的分辨率。
本文在简述基于RSSI定位技术的基础上，详细介绍CC2431无线定位引擎的功能、特点及使用方法，并且针对CC2431无线定位引擎定位范围小和只能进行二维定位的不足之处给出了改进方法。
1 RSSI定位技术RSSI是指节点接收到的无线信号强度大小。
在基于接收信号强度指示RSSI的定位中，已知发射节点的发射信号强度，接收节点根据接收到信号的强度计算出信号的传播损耗，利用理论和经验模型将传输损耗转化为距离，再利用已有的算法计算出节点的位置。
该技术硬件要求较低、算法相对简单，在实验室环境中表现出良好特性；但由于环境因素变化的原因，在实际应用中往往还需要进行改进。
2 CC2431无线定位引擎CC2431无线定位引擎基于RSSI技术，定位系统由参考节点和定位节点组成。
参考节点是一个位于已知位置的静态节点，这个节点知道自己的位置并可以将其位置通过发送数据包通知其他节点。
定位节点从参考节点处接收数据包信号，获得参考节点位置坐标及相应的RSSI 值并将其送人定位引擎，然后可以读出由定位引擎计算得到的自身位置。
由参考节点发送给定位节点的数据包至少包含参考节点的坐标参数水平位置X和竖直位置Y，而RSSI值可由接收节点计算获得。
2.1 定位引擎定位引擎的使用非常简单，只要将所需参数写入定位引擎，等待定位引擎计算完毕就可以直接读出计算结果。
基于Zigbee无线定位技术研究毕业论文
基于ZigBee的无线定位技术研究摘要：随着现代通信技术和无线网络的快速发展，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室环境，但是受定位时间、定位精度以及复杂室环境等条件的限制，比较完善的封闭空间定位技术目前还无法很好地利用。
本文的重点就在于设计并实现了一种低成本、实用的无线传感器定位系统。
本论文主要研究了基于ZigBee网络的室无线定位技术，它包括硬件平台、节点通信程序和上位机监测软件三部分。
本文详细介绍了三部分的实现。
其中，硬件平台以集成了射频与51微控制器的CC2430芯片为核心，该平台包括射频模块、辅助电路、功能指示电路等。
论文最后对定位系统进行了实际测试。
测试表明:本系统达到了设计要求，是一个低成本、易实现的系统。
关键词：ZigBee 无线定位CC2430 Z-STACKThe Research Wireless localization Based on ZigBeeTeacher：liu zhi(Changchun university of science and technology of electronic information engineering institute,060412225 wang meng)Abstract：With the rapid development of modern communication technology and wireless network,people's demand for positioning and navigation is increasing. Especially in complex indoor environments, but as the limitation of positioning time, positioning accuracy as well as the complexity of the indoor environment conditions, well-positioning technology is still unable to be used in an encloseure space. The combination of ZigBee technology and localization is one of the key researches.This paper, aiming at ZigBee network, investigates the indoor wireless location techniques and implements a real-time localization system. This paper achieves a localization system. three parts are included. They are hardware platform, communication program of nodes and PC monitor software. The achievement of every part is clear introduced in this paper. The core of hardware platform is CC2430 which is integrated by RF and 51 MCU, the localization nodes are designed and made. It includes RF module, auxiliary module and function indication circuits.In the end, practical test is implemented. This system is confirmed to be agood one, it is a low cost and easy achieved system.Keywords: ZigBee Wireless localization CC2430 Z-STACK毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
基于ZigBee无线定位系统研究
• Zigbee无线定位技术是基于 RSS(接收信号强度）实现定 位的，即接收信号强度大小 与距离的关系如下式：
P r Pt Gt Gr (
2 ) 4d
其中Gt和Gr分别是发送设备 和接收设备的增益。λ是波 长，d是接收机和发射机之间 的距离。通过接收信号强度 大小可以计算出定位节点和 参考节点的距离。
• 二、Zigbee技术简介
• Zigbee技术优势 ①低功耗。在低耗电待机模式下,2节5号干 电池可支持1个节点工作6～24个月,甚至更 长。 ②低成本。通过大幅简化协议 ,降低了对 通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8 位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB 代码,子功能节点少至4KB代码,而且Zigbee 免协议专利费。每块芯片的价格大约为2 美元。
• 四、硬件设计
定位节点硬件设计框架如图所示。硬件 电路设计包括两部分:无线通信模块设计和 辅助功能模块设计。无线通信模块为节点 间的无线数据收发接口，它是节点核心部 分。辅助功能模块完成定位状态指示、供 电、串口通信等辅助功能，它通过RS232 串口转换电路实现PC机与协调器节点间的 数据传输。为了降低开发成本，硬件平台 没有按节点功能分别单独设计，而是将所 有功能放在了一个平台上。
无线网络拓扑图
三.Zigbee无线定位原理
• 节点定位基本原理 在三维空间中，知道了1个点到4个已知参考点 的距离，就可以确定该点的坐标，这一点与全球 定位系统(GPS)的基本原理一样。只不过在无线传 感器网络中，坐标系是二维空间也不需要时钟同 步，因此，只要知道了1个节点到3个参考节点的 距离就可以确定节点的位置。 假设3个参考节点的坐标分别为(x1，y1）、 (x2，y2)、(x3，y3)，待定位节点的坐标是(xu， yu)，该节点到3个参考节点的距离分别是rl、r2、 r3，根据二维空间距离计算公式，可以获得方程 组，解此方程组即可算出坐标。
大学毕业答辩毕业论文ZigBee无线模块的设计
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汇报人姓名
偏置电阻设计:R5为电流基准发生器的精密电阻。其值为43KΩ。
电压协调器:片上电压协调器为片上提供1.8V电压，C11选择220nf使其更稳定。
电源的去耦和滤波:为得到更好的电源性能，选择了合适的去耦电容C15对电源去耦，芯片资料给出了参考电路。
电源设计
RS232
RS485
复位电路
数据传输过程
ZigBee无线模块的设计
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学生：黄振峰 指导老师：景军锋
ZigBee的简要介绍
Zigbee的主要技术特点：省电 、可靠 、时延短、网络容量大、安全。
ZigBee应用方、医疗 等。
硬件电路的设计
晶振设计: CC2430工作需要1个时钟晶振，晶振为32MHz，为无线收发提供时钟。C13和C14为32MHz晶振的负载电容，电容值取决于负载电容的大小。CL=l/(1/C13+l/C14)+Cf，其中CL典型值为16pF，Cf为2~5pF，保证晶体振荡器的产生频率的准确和稳定。所以C13和C14的典型值为22pF。R4为晶振提供合适的工作电流,选取为56 KΩ。
zigbee毕业设计(论文)
zigbee毕业设计(论文)1000字
本篇毕业设计论文将介绍和探讨基于 Zigbee 技术的无线传感器网
络的设计和实现。
该论文主要包含以下几个方面的内容：
1. 绪论
首先，本文将简述 IoT 技术的发展和 Zigbee 技术的基本原理，并阐述 Zigbee 技术在无线传感器网络中的应用及其优点。
2. 系统设计
本文将详细介绍基于 Zigbee 技术的无线传感器网络系统的设计和
实现。
该系统分为硬件和软件两个部分。
硬件部分包含传感器节点、通信模块和基站节点，软件部分包括节点程序和基站程序。
3. 实验设计
通过实验，本文将验证 Zigbee 技术在无线传感器网络中的可靠性
和性能。
实验将分为两个部分：传感器节点的测试以及基站节点的
测试。
传感器节点测试中将分别测试传感器节点的数据采集、数据
传输和能耗等方面的性能；基站节点测试将测试基站节点对数据的
处理和转发能力。
4. 实验结果与分析
通过实验，本文将分析和总结 Zigbee 技术在无线传感器网络中的
性能和优点，并对实验结果进行解读。
5. 结论与展望
最后，本文将对实验结果进行总结和归纳，并对 IoT 技术发展和Zigbee 技术的应用前景进行展望。
总之，本篇毕业设计论文将详细介绍基于 Zigbee 技术的无线传感
器网络系统的设计和实现，并通过实验来验证其可靠性和性能，以
了解 Zigbee 技术在无线传感器网络中的应用和优点。
同时，将对Zigbee 技术的应用前景进行探讨。
基于ZigBee的无线传感器网络定位系统的设计概要
基于ZigBee的无线传感器网络定位系统的设计摘要：基于ZigBee技术的无线传感器网络定位系统的设计与实现。
该系统由参考title="节点">节点、移动节点、网关节点和嵌入式Web服务器组成，本文详细介绍了其硬件设计和软件设计。
经试验验证，该系统定位效果好，实用性强。
关键词：无线传感网；节点；嵌入式Web服务器无线传感器网络[1]WSNs(Wireless Sensor Networks被广泛应用于环境探测、天气预报、安全、监控以及分布式计算和目标区域成像等领域，在军事、医疗和民用等方面的应用具有深远意义。
在传感器网络中，位置信息对传感器网络的监测活动至关重要，事件发生的位置或获取信息的节点位置是传感器监测信息中所包含的重要信息，没有位置的监测消息往往是毫无意义的。
因此，确定事件发生的位置或获取消息的节点位置是传感器网络最基本的功能之一，对传感器网络应用的有效性起着关键作用。
ZigBee技术[2]是一个具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其PHY层和MAC层协议为IEEE802.15.4协议标准。
本文提出的无线传感器网络工作在全球通用的ISM(Industrial Scientific and Medical免付费频段2.4 GHz上，其数据传输速率为250 Kb/s，划分为16个信道。
与蓝牙或802.11等同属于短距离无线通信的技术相比，ZigBee技术具有先天优势。
ZigBee 设备为低功耗设备，具有能量检测和链路质量指示的功能。
同时，由于采用了碰撞避免机制(CSMA-CA，避免了发送数据时的冲突。
在网络安全方面，采用了密钥长度为128 bit的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理，保证了数据传输时的高可靠性和安全性。
用ZigBee技术组成的无线传感器网络结构简单、体积小、性价比高、放置灵活、扩展简便、成本低、功耗低、安全可靠，这种新兴的无线传感器网络必将有广泛的应用前景。
毕业设计(论文)zigbee网络路由算法设计[管理资料]
![毕业设计(论文)zigbee网络路由算法设计[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/61f2c93758f5f61fb636660d.png)
编号：审定成绩：重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：ZigBee网络路由算法设计学院名称：自动化学院学生姓名：董沙专业：测控技术与仪器班级：0820803学号：08210323指导教师：谢昊飞答辩组负责人：向敏填表时间：2012年 5 月重庆邮电大学教务处制摘要ZigBee技术是一种低功耗、低成本、低速率的无线通信技术。
目前在工业领域、医学领域、军事领域、智能家居、道路监测、家庭自动化等方面有着良好的应用前景。
ZigBee网络常用的路由算法有Cluster-Tree算法、AODVjr算法和Cluster-Tree&AODVjr算法。
其中AODVjr 是AODV算法的简化版本。
，在此平台上实现了对AODV路由算法的设计。
该设计可以分为以下几个模块来实现：初始化、路由发现及维护、节点收发数据、节点移动、显示及时钟模块。
重点分析介绍了AODV 路由发现及维护模块。
分析了一种基于路由发现过程的改进方案。
该方案通过增加反向的RREQ分组和备用路由表来降低网络阻塞的概率和数据丢失率。
通过设计节点的移动来模拟真实网络中节点失效的情况。
通过测试，在该平台上，可以实现AODV路由的发现、建立、维护、收发数据等功能。
【关键词】ZigBee AODV Truetime 路由ABSTRACTZigBee is a technology of wireless communication, which is low power, low cost, low rate. Currently, it is widely used in such as industrial,medical,military areas,intelligent house, road monitoring ,home automation and so on. Typically,there are three kind of route algorithms,namely AODVjr algorithm ,Cluster-Tree algorithm and Cluster-Tree & AODVjr the three ones,the AODVjr algorithm is a short version of AODV protocol.We build a simulation platform of the ZigBee network with the toolbox of TrueTime in Matlab,and then design the protocol of AODV on it. The design can be divided into several modules to achieve, they are the block of route discovery and maintance , initialization, the animation block, clock, node moving and sending and reciving introduce the route discovery and maintance block as a an improved AODV algorithm is analyzed in detail,which helps to reduce the loss of data and the probability of network congestion.We simulate the real environment of network by moving two nodes .As a result,we realize the feature of discoverying and maintaining a route, sending and receiving datas and so on.【Key words】ZigBee AODV Truetime Improved routing protocol目录前言 (1)第一章绪论 (2)第一节选题背景 (2)一、无线传感网络概述 (2)二、ZigBee网络概述 (3)第二节选题意义 (5)一、ZigBee的应用领域 (5)二、ZigBee的发展现状 (7)第三节论文的结构和主要研究内容 (7)第四节本章小结 (8)第二章ZigBee路由协议分析 (9)第一节网络层规范简介 (9)一、网络层数据实体 (9)二、网络层管理实体 (10)第三节组网过程 (12)第四节路由协议的基本思想 (14)一、Cluster-Tree算法 (14)二、AODVjr算法 (15)三、Cluster-Tree&AODVjr结合的算法 (16)第五节本章小结 (18)第三章基于ZigBee的AODV路由算法设计 (19)第一节系统总体设计 (19)第二节各个子模块的设计 (19)一、初始化 (19)二、路由发现及维护 (21)三、节点收发数据 (39)四、节点的移动 (40)五、显示 (41)六、时钟 (42)第三节本章小结 (45)第四章基于路由发现过程的AODV路由改进方案 (46)第一节改进方案的思想 (46)一、增加反向RREQ (46)二、增加备用路由表 (50)第二节改进方案的优势 (53)第三节本章小结 (53)第五章AODV路由协议的实现与测试 (54)第一节验证与测试环境的搭建 (54)第二节AODV路由协议的测试 (54)第三节测试结果分析 (57)第四节本章小结 (58)结论 (59)致谢 (60)参考文献 (61)附录 (62)一、英文原文 (62)二、英文翻译 (74)三、工程设计图纸： (85)前言随着无线传感网络应用的逐步推广，ZigBee技术凭借其低功耗、低成本、短时延、高可靠性等诸多优势得到了越来越多的关注。
ZigBee无线通信技术本科毕业设计
摘要本设计描述了Zigbee无线协议在家居电器控制中的应用，采用Zigbee协议的遥控器，能控制家中所有的Zigbee开关包括冰箱、洗衣机、空调、电视机、照明系统等的开启、关闭、定时等工作状态的调节，也可以通过编程实现复杂开关量的控制。
逻辑上包含三种类型的设备：无线遥控器、控制中心、Zigbee开关，其中控制中心和Zigbee开关也可以集成在一起，因此在某些应用上只包含两套设备。
各种类型设备均实现了Zigbee无线通讯协议，可以任意分散布置在家中，不需要额外的控制线路。
关键词：智能开关Zigbee 网络网络拓扑终端节点AbstractThis design describes the ZigBee wireless protocol in the control of household appliances, using ZigBee protocol remote control can control all of the ZigBee switch family, including refrigerators, Washing machines, air conditioners, television sets, lighting systems, opening, closing, timing and other working conditions of the regulation, but also can be programmed to switch the control complex. Logically contains Three types of devices: wireless remote control, control center, ZigBee switch, which switches the control center and can also be integrated ZigBee, so just pack in some applications With two sets of equipment. Various types of equipment are to achieve a ZigBee wireless communication protocol, which could be dispersed layout at home, no additional control lines.Keywords：Intelligent switch；Zigbee；Network topology；Terminal node目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1．1 课题背景 (1)1．2 课题研究的目的和意义 (2)1．3国内外研究概况 (3)1．3．1 ZigBee协议的发展概况 (3)1．3．2 ZigBee的应用现状 (3)1.4 论文的主要研究内容 (4)第二章ZigBee无线通信技术 (6)2.1无线通信技术简介 (6)2.1.1蓝牙 (6)2.1.2 Wi-Fi (7)2.1.3超宽频技术(UWB) (8)2.2 ZigBee技术简介 (8)2.3本章小结 (10)第3章ZigBee协议及网络 (11)3.1 ZigBee协议架构 (11)3.1.1 物理层PHY (12)3.1.2 MAC层 (13)3.1.3网络层NWK (14)3.1.4应用层 (15)3.1.5原语概念 (15)3.2 ZigBee的设备与网络 (16)3.2.1设备分类 (16)3.2.2网络拓扑 (17)3.2. 3 ZigBee网络的新建与加入 (18)3.3本章小结 (20)第4章系统设计 (21)4.1系统的硬件实现 (21)4.1.1ZigBee遥控系统的硬件平台 (21)4.1.2终端节点的硬件实现 (22)4.2系统的软件实现 (23)4.2.1 ZigBee遥控器的软件实现 (23)4.2.2终端设备节点的软件实现 (25)4.3本章小结 (25)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第一章绪论1．1 课题背景随着社会的发展，人们对通信技术的要求日益提高，无线通信技术在其中扮演着越来越重要的角色。
基于zigbee无线定位装置设计
XX学院毕业设计设计题目：基于zigbee的无线人员定位装置设计系别：机电工程系班级：11测控技术与仪器（1）班姓名：群指导教师：晨光2015年6月* 日基于zigbee的无线定位系统的设计摘要近些年来zigbee技术在应用越来越广泛，作为一种新型技术发展了不过二十年，但是它的应用可以说方方面面，比如智能家居、物联网、科学检测。
本论文也是对zigbee技术在无线通信方面的研究，研究了基于zigbee的人员定位技术。
在定位技术中涉及了基于RSSI定位算法。
并利用zigbee硬件平台和软件测试平台设计了一种定位装置。
其中，硬件平台以集成了射频与51 微控制器的CC2431 芯片为核心，该平台包括射频模块、辅助电路、功能指示电路等。
实际节点可以根据其类型特点，选取硬件电路的不同部分加以实现。
节点通信程序的开发以TI 公司提供的Z-Stack 协议栈为基础，论文介绍了节点间通信流程，给出了各类节点详细的通信实现方法。
在IAR Embedded Workbench（EW）环境中编写了上位机监测软件，论文给出了详细的软件实现方案在。
关键字：ZigBee 技术；无线定位；RSSI；CC2430/CC2431；Z-stackThe Dsign of the Wireless Location Systembased on ZigbeeAbstractZigBee technology,based on the IEEE802.15.4 protocol,is a newly developed range wireless munication technology with the merits of low cost、low power at parable lower data rate. While the ZigBee technology is more and more adopted in application areas like home automation, telemeter and remote control,automation, medical treatment and so on,the real-time localization in the ZigBee bees a hot topicThesi s,aiming at ZigBee network,investigates the wireless location, Discussion of based location algorithm for wireless sensor network positioning echanism and on this basis, designs a low-cost and practical for indoor wireless positioning system. This paper a location system，three parts are included.They are hardware platform,program of nodes and PC monitor software.The core of hardware platform is which is integrated by RF and 51 MCU,the localization nodes are designed and . It includes RF module, auxiliary module and function indication circuits. In actual , Based on thefunction differences of nodes, different parts of the hardware can be selected to achieve corresponding functions. The exploitation of node program is based on Z-Stack protocol stack which is provided by TI, The introduces the nodes munication flow elaborate. The achievement ways of different of nodes are given .In IAR Workbench（EW）circumstance, the PC monitor is piled, elaborate software solution is proposed in this paper.Keywords : ZigBee；Wireless Location；RSSI；CC2430/CC2431；Z-stack目录1前言11.1课题研究背景11.1.1国外发展状况11.1.2国发展状况11.2课题的主要容及结构安排22 zigbee技术简介22.1 ZigBee发展概述错误!未定义书签。
ZIGBEE无线定位技术解析
ZIGBEE 无线定位技术大多数无线传感器网络都要求具备一种确定网络节点位置的方法。
因此在设备安装期间, 需要弄清楚哪些节点相互之间直接进行数据交换, 或者确定哪些节点直接与中央数据采集点进行数据交换。
当通过基于软件的计算方法来确定网络节点位置时, 就需要考虑到市场化解决方案 (market solution 。
这些具体的计算方法是:节点首先读取计算节点位置的参数, 然后将相关信息传送到中央数据采集点,对节点位置进行计算,最后,再将节点位置的相关参数传回至该节点。
这就是典型的数据密集型计算, 并且需要配置一台 PC 或高性能的 MCU 。
这种计算节点位置的方法之所以只适用于小型的网络和有限的节点数量, 是因为进行相关计算所需的流量将随着节点数量的增加而呈指数级速度增加。
因此, 高流量负载加上带宽的不足限制了这种方法在电池供电网络中的应用。
针对上述问题, CC2431 采用了一种分布式定位计算方法。
这种计算方法根据从距离最近的参考节点 (其位置是已知的接收到的信息,对节点进行本地计算,确定相关节点的位置。
因此, 网络流量的多少将由待测节点范围中节点的数量决定。
另外, 由于网络流量会随着待测节点数量的增加而成比例递增,因此, C C2431 还允许同一网络中存在大量的待测节点。
本文所提供的结果是根据对 ZigBee 网络的测量得出的, 然而,这些测量结果同样适用于基于 IEEE 802.15.4协议构建的更简单的网络。
定位引擎技术定位引擎根据无线网络中临近射频的接收信号强度指示 (R SSI ,计算所需定位的位置。
在不同的环境中,两个射频之间的 RSSI 信号会发生明显的变化。
例如,当两个射频之间有一位行人时,接收信号将会降低 30dBm 。
为了补偿这种差异,以及出于对定位结果精确性的考虑,定位引擎将根据来自多达 16 个射频的 RSSI 值,进行相关的定位计算。
其依据的理论是:当采用大量的节点后, RSSI 的变化最终将达到平均值。
Zigbee无线定位跟踪系统设计
第28卷第5期杭州电子科技大学学报Vol.28,No.5 2008年10月Jo urnal of Ha ngzhou D ianzi U ni versi ty Oct.2008Zigbee无线定位跟踪系统设计封福东,何加铭(宁波大学通信技术研究所,浙江宁波315211)摘要:该文提出一种采用低成本、低功耗、可靠性强的Zig bee技术,利用多片定向天线对所指定的区域做信号源侦测,降低信号侦测死角因素的无线定位系统。
天线信号强度指示RSSI经由微处理器的定位算法处理,得到被测物体的具体方向。
实验结果表明:能实现全向定位报警。
关键词:无线定位系统;天线信号强度指示;定位算法中图分类号:TN925+.92文献标识码:A文章编号:1001-9146(2008)05-0065-040引言随着IEEE推出802.15个人局域网络标准后,新一代短距离无线通讯发展趋势逐渐确定,其中以Zigbee技术为主的无线感测网络是一种强调极低耗电的短距离无线网络技术,传输速率为20~ 250kbps,以一般电池电力而言,无线感测网络产品可使用数月至数年之久[1、2]。
由于目前在工业、交通、民用等领域内所使用的低成本、低功耗的无线定位跟踪设备缺乏定位准确性和可靠性,应用效果不理想,本文提出了一种采用Zigbee技术的低成本、低功耗、可靠性强的无线定位跟踪系统,该系统分为侦测器和被跟踪器两个部分,被跟踪物体携带被跟踪器时,离开监视区一定的范围,侦测器会发出警报,并及时指示被跟踪器所处的方位。
为了提高定位的准确性,系统采用了一种3片定向天线呈正三角形结构摆放,从而解决了信号侦测盲区的问题,同时也提高了定位的准确性。
1定位系统整个定位系统由信号侦测器(也称主机)和被跟踪器(也称从机)组成。
如图1所示,主机包括:一个微处理器,用于运行程序和处理数据资料;一个Z igbee无线收发模块,其与微控制器连接,并具有3片定向天线,因无线收发模块为单射频信号输入输出,故利用射频开关来实现3片天线轮流工作。
ZigBee的室内无线定位研究与设计开发
目录设计总说明 (I)INTRODUCTION (II)1 绪论 (1)1.1课题研究的背景与意义 (1)1.2 本文主要工作及组织结构 (5)2 ZigBee 技术的简介 (6)2.1 ZigBee技术基础知识 (6)2.2 IEEE802.15.4协议栈和ZigBee协议栈概述 (8)2.3 ZigBee网络构成 (11)2.4 Z-Stack协议栈 (14)3 无线传感网络中定位技术介绍 (19)3.1无线传感网络定位技术概述 (19)3.2 无线传感网络定位技术的分类 (21)3.3 无线传感网中基于测距的定位算法 (22)4基于ZigBee网络的室内定位系统设计 (30)4.1定位系统结构图 (30)4.2定位系统硬件设计 (31)4.3定位节点软件设计 (34)4.4节点和上位机间通信 (40)5实验及结果分析 (44)5.1测试条件与环境 (44)5.2测试结果分析 (44)6 总结 (46)参考文献 (48)致谢 (49)基于ZigBee技术的室内无线定位技术设计设计总说明：无线定位广泛应用在导航、测量、自动控制等多个领域。
目前，以GPS 为代表的卫星定位系统已经非常成熟，但在小范围或室内无线定位系统中，定位的精度、成本、能耗等方面还不能完全满足需求。
近年来，新兴的ZigBee技术为无线定位注入了新的活力。
ZigBee 技术的低功耗、低成本、高扩展性的特点为构建无线定位系统提供一种很好的解决方案。
本文以ZigBee 技术为基础，完成了一种无线定位方案的设计与实现。
该定位系统中有三种设备，分别为参考节点、控制器和需要求得其位置的移动节点。
定位过程中使用的测量参数为接收信号强度指示RSSI。
各设备中采用的ZigBee 无线模块为TI 公司生产的CC2530，这种芯片直接支持RSSI技术。
无线定位系统涉及到定位的测量参数、算法和通信这三种关键技术。
本文首先讲解ZigBee通信部分，包括各种设备的通信过程、定位通信的规范、用到的消息格式以及交互流程等。
基于ZigBee技术的无线定位算法研究
定位算法 定位误差
图 5 节点分布图
未知节点实际坐标: ( 20 , 18) 未知节点定位坐标: ( 19 . 3508, 15 . 6809) 3 . 5 定位误差分析 假设待定节点的真实坐标为 ( x, y ), 其定位坐标 为 ( x i , y i ), 定义未知节点的定位误差计算如式 ( 3 ) 所 示: = (x - x i ) + ( y - y i )
3dvhop仿真仿真所用参考节点以及未知节点的坐标如表2314182021303025402258582018每个节点都向其邻居节点广播包含自身信息的向量分组其中包含初始化为1的跳数和节点自身的坐标信息接收节点记录下每个参考节点具有最小跳数的向量分组忽略来自同一个参考节点具有较大跳数的向量分组然后将跳数加以后再转发给其他邻居节点如此往复转发
Abstract : A ccordin g to researches about current w ireless lo calization algorithm and techno logy , a new m eth od called TLM ( T hresho ld Localization M ethod) is proposed . W hen the distance betw een beaconnodes and unknown nodes is less than the th resho ld , an i m proved m ethod on RSSI is used and a signal propaga tio n mode l w ou ld be bu il. t O th er w ise , the DV H op a lg orithm based on LQ I is used , the loca lizat io n precisio n can be i m proved after LQ I is invo lv ed . T he techno lo gy of w ireless comm unication used in th is paper is Z igB ee . K ey w ord s : w ireless localization; Z igBee ; RSSI ; DV H op 一般来说, RSS I技术的基本原理是通过射频信号 的强度来进行距离估计, 即已知发射功率 , 在接收节点 测量功率, 计算传播损耗, 使用理论或经验的信号传播 模型将传播损耗转化为距离。常用的传播路径损耗模 型有: 自由空间传播模型、 对数距离路径损耗模型、 哈 它模型、 对数 - 常态分布模型等。经测量验证 , 当距离 大于 5m 后 RSS I变化很小 , 因此本文中定义阈值距离 为 d = 5m。 2 . 2 距离小于阈值 找出特定环境中的 RSSI和距离 d 的变化关系 , 便 可以进行 定位。目前 许多 无线收 /发 芯片 都能提 供 RSS I检测值, 本文采用 T I 公司的 CC2430 系列 芯片, 可以直接读取 RSSI 。 当一个节点向另 外一个节点发 送数据包时 , 在数据包的最后 2 个字节分别是 RSS I和 LQ I值。用 CC2430 实时读取 RSSI 值, 采用曲线拟合 的方法得到一个特定环境的关系式。在一个预定的房 间内分别记录未知节点到各参考节点的 RSS I和距离 d i , 得到距离和 RSSI对应组 ( d i, P r ), 最后根据每个参 考节点所测得的数据 , 以 d 为 X 轴 , P r 为 Y 轴, 得到各
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• ZigBee与其他技术的比较
IrDA 工作频率 有效物理范围 最大传输速率 网络节点 红外线 20cm－ 1.2m 16Mbps 2 蓝牙 2.4G 10m左右 1Mbps 7 Wi-Fi 2.4G 25－100m 11Mbps 32 ZigBee 2.4G， 868/915MHz 10m－100m 250kbps， 20/40kbps 65000
2.5，0
0，2.5 2.5，5 2.5，2.5
2.75，1.25
1.0，2.5 3，4.75 3，3.5
基于Zigbee协议的无线定位网络在安 保系统中的应用
A ZigBee-based Application in Security through Wireless Location Networks
——毕业设计
文献综述
• 课题背景介绍
GPS设备通常能耗高、体积大、成本高，更适合于空 旷的室外环境，ZigBee技术的出现为小范围例如室内无线 定位技术注入了新的希望，因为它具有低成本，低功耗， 易于组网等特点。 本文提到的CC2431无线定位芯片由TI公司和摩托罗拉 公司共同研发，它是一个带硬件定位引擎的芯片，能满足 低功耗，符合IEEE 802.15.4标准。定位精度达到0.25米， 误差在3米内。
• 实验系统搭建及演示
实验节点分布图
• 不同环境下的A和N值的比较节点置于地面RSSI＝－2－2.685log10(d)
节点置于地上1米处
RSSI＝－42.8－2.377log10(d)
• 定位系统的实际测量
实际坐标 （A＝39） 0 ，5 0 ，0 5 ，0 5 ，5 5，2.5 N=25 测量坐标 0.5，6.0 1 ，1 5.25，0.25 6.25，4.5 5.0，2.0 误差 22.4％ 28.3％ 11.2％ 26.9％ 10.0％ 测量坐标 0.75，6.75 1.25，0.5 5.5，0.25 6.25，5.0 6.25，2.75 N=20 误差 38.1％ 26.9％ 11.2％ 25.0％ 25.5％
这几年兴起的定位技术还有基于超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的定位技术、基于Wi-Fi的定位技术以及基于 ZigBee的定位技术等等。
ZigBee技术简介
• ZigBee发展
2000年，IEEE 802.15.4标准出台。ZigBee联盟成立 于2001年8月，2002年下半年，英国Invensys公司、日本 三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦公司等 四大公司加盟 ZigBee联盟，这一事件成为ZigBee技术发 展的里程碑，到目前为止，加盟ZigBee联盟的不仅仅只有 当初的四家公司，而是涵盖了IT领域以及其他行业的150 多家企业。
ZigBee协议栈体系图
• ZigBee网络设备类型
ZigBee网络系统共有三种逻辑设备类型： 1. 协调器：该设备初始化一个ZigBee无线网络。 2. 路由器：允许其他设备加入网络、多跳路由和辅 助它的电 池供电的子终端设备通信。 3. 终端设备：可以有选择的进行休眠和唤醒。
• ZigBee网络拓扑
定位算法简介
• 基于距离的定位算法
1.基于TOA的测距技术 2.基于TDOA的测距技术 3.基于AOA的测距技术 4.基于RSSI的测距技术
• 其他定位算法介绍
1.质心定位算法 2.APIT定位算法 3.DV-Hop定位算法
无线定位系统的实现
• 硬件平台： 2430/CC2431芯片介绍 2431硬件引擎介绍 • 软件平台：采用IAR Systems公司的IAR Embedded Workbench(简称EW) • 基于RSSI的定位算法：Pr(dBm)=A-10nlgr，A可 以看作信号传输lm远时接收 信号的功率，n是传播因子
最大功耗
语音/数据支持
数mw
数据
100mw
语音、数 据
100mw
语音、数据
30mw
数据
ZigBee协议栈
• 协议栈概述
ZigBee协议栈的是由物理层(PHY)、媒体访问 控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(APL)组成的。 其中，PHY层和MAC层协议由IEEE 802.15.4定义， 网络层和应用层的协议由ZigBee联盟定义。而应 用层又包含应用支持子层(APS)、应用框架(AF)、 ZigBee设备对象(ZDO)和由制造商制定的应用对象。
• 无线定位系统的国内外发展现状
1.1992年，Active Badge系统产生于英国剑桥，是最早 的室内定位系统之一。 2.1998年，Microsoft公司开发出RADAR定位系统，它是 基于RSSI技术的室内无线射频定位系统。 3.2000年，MIT研制的Cricket系统是现在仍在使用的室 内定位系统之一。 4.2001年，AHLOS系统出现，它是一种混合定位系统。 5.2002年，加利福尼亚大学的Calamari系统也是一种混 合定位系统。
• 定位系统框架
无线传感器网络实现定位功能的设备由协调器 (Location_dongle)、参考节点(Loeation_refnode)、定 位节点 (Loeation_blindnode)三部分组成。 1.协调器：1个，在实验中协调器(网关)选取1块网络 扩展板与1块CC2431模块组成。 2.参考节点：4个，选择CC2430模块。 3.定位节点：1个，选择CC2431模块。
• ZigBee技术的主要特点
1. 低功耗：在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节 点工作6－24个月。 2. 低成本：协议代码少，免专利费。 3. 低速率：数据传输速率在20－250 kbps。 4. 近距离：传输范围一般介于10－100 m 之间,在增加RF发 射功率后，亦可增加到1～3 km。 5. 高容量：最多一个主节点可管理254个子节点，同时主节 点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点 的大网。 6. 免执照频段：采用直接序列扩频在工业科学医疗(ISM)频 段，2.4 GHz (全球)、915 MHz(美国)和868MHz(欧洲) 。