[发明专利]一种基于ZigBee网络在数字家庭中的定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络定位技术领域，具体涉及一种基于ZigBee的无线传感器网络在数字家庭中的定位方法。

背景技术

随着普适计算和分布式通信技术的深入研究，无线网络，通信等技术得到了迅速普及。基于低功耗，自组织，信息感知的无线传感器网络，其监测的事件与物理位置戚戚相关，没有位置信息的数据毫无意义，因此确定信息的位置成为众多应用的迫切要求和关键性问题。室内定位成为当前研究的热点，展现出了巨大的商业前景。如将无线传感器网络布置在数字家庭中对家里的小孩，老人或者动物进行跟踪定位。能对家人进行时刻的观察和保护，防止发生意外。同时也避免了使用高清摄像头所带来的隐私侵犯问题，也能再一定程度上加强了家庭的安防。

在现有的各种定位技术的基础上，通过成熟的无线信息融合及网络通信的技术，理论和方法，来实现既有高精度，高稳定性，鲁棒性又具备较强适应性的局部区域范围的定位与导航系统是未来的发展趋势。

基于ZigBee的定位技术主要是采用接收信号强度指示(Received Signal Signal Strength Indication，RSSI)来实现的区域定位。但是目前支持ZigBee协议栈的单片机实现的最大区域为64*64米空间定位，而RSSI定位引擎的分辨率只有0.25米，定位精度在3-5米之间。所以提高ZigBee无线网络定位精度才能更好的满足数字家庭定位的需求。

目前的定位方案主要是基于RSSI和RSS的ZigBee技术定位方法。首先，需要让被定位的物体携带定位标签，定位标签通过制定的频率不断地发送其携带的信息给附近的基站，基站节点自动读取每个定位标签的携带信息以及信号强度指示值，根据信号强度指示(RSSI)与距离的关系，计算物体的位置。利用权值算法解决有障碍物，电磁，折射等环境下，定位精度偏低问题。

该技术主要是在三边定位的基础之上加上了权值算法来提高计算上的精准度，物体的每一次移动都要重新计算机物体到各个基站节点的距离，得到物体大致的位置，然后通过权值定位算法进一步提高位置的精确度，减少误差。但是该方法增加了计算的复杂度，大部分时间都用在数学计算上面。而且这种技术很容易受到恶劣天气和外部电磁，信号的干扰。因此必须要在抗干扰的条件下来提高定位的精度和效率。

发明内容

本发明的目的就是要在ZigBee无线传感网络的基础上来提高定位的精度和抗干扰的能力，来适应数字家庭的定位需要。

相应的，本发明实施例提供了一种基于ZigBee网络在数字家庭中的定位方法，所述方法包括：

对网络参考节点FFD进行位置空间的设置；

通过协调器组建成一个完整的定位系统；

对被定位的人或物进行定位，并显示在PC端。

所述对网络参考节点FFD进行位置空间的设置包括：

将12个FFD以等距离的方式置于数字家庭的12个地方，使得信号能覆盖整个家庭区域；

对于首次加入的参考节点，设置它的位置情况，位置信息是对应参考节点的具体位置的，在方案中这里的参考节点输入的是相对位置坐标，当需要绝对坐标时只需要进行一次转换；

建立参考节点群，将其他的参考节点按相同的方法加入网络，将整个网络中建立起来，形成一个“mesh”网。

所述通过协调器组建成一个完整的定位系统包括：

ZigBee协调器通过RS_232串口与PC机取得通信，通过无线方式与参考节点取得通信；

通过软件，PC机将所有的参考节点形象的显示出来，并显示每个节点初始化得坐标；

利用软件将PC机显示的区域进行划分设置。

所述对被定位的人或物进行定位，并显示在PC端包括：

待定位人员携带RFD设备，进入待测区域，将自动加入网络；

对待定位节点的参数进行设置，对定位节点的射频参数A值和n值得设置；参数A被定义为用dBm表示的距离发射端1m处接收到得信号强度绝对值；n被定义为路径损失指数，它指出了信号能量随着到收发器距离的增加而衰减的速率；

RFD接受得到邻近所有通过门限的FFD的坐标以及RSSI，通过RSSI算法计算出人员到相应FFD距离，再通过解三角形，计算出人员的近似坐标；计算出多个近似坐标并求平均值；

RFD通过无线方式透过协调器将自己的坐标上传给PC机，PC端作出响应并形象显示所处位置。