基于RSSI测距技术电子地理坐标桩系统设计(2)

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3 主模块与应用端测距的实现 13

3.1 RSSI测距原理 13

3.2 影响RSSI测距的因素 14

3.3 RSSI定位算法改进 15

3.4 实际测量中的注意点 16

3.4 本章小结 17

4 电子地理坐标桩模拟系统的构建 18

4.1 搭建和运行系统 18

4.1.1 实验步骤 18

4.1.2 实验现象 19

4.1.3 收发源码 20

4.1.4 RSSI测距检测 21

4.1.5 实验结果 21

4.2 本章小结 23

5 总结与展望 24

5.1 全文总结 24

5.2 工作展望 24

致谢 25

参考文献 26

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）从二十世纪九十年代开始走进人们的视线，历经几十年的发展，其广泛用途被不断挖掘出来。无线通信应用的领域非常广阔，包括家庭网络、工农业发展、军事应用等【2】。大量的科学家和学者投入相当的精力和时间对其进行研究，无线传感器网络的前景更加光明，现已被一致认为是会对未来带来巨大影响的技术之一。

应用于智能家居、交通安全、环境监控等方面的无线装置的涌现一方面证明了无线传感器网络的普及性，为了能够进一步的推广，降低成本是最为有效的途径【1】。因此设计一个方案以此来解决成本方面的问题，方便大批量的生产十分有必要。关键问题是设计一个收发信号设备，这个设备复杂度低并且消耗流量更少；因此核心是如何降低能耗和生产成本。基于以上标准，需要一个具有较低传输速率和带宽的应用【3】。ZigBee便是具备以上要求的一种能够实现远距离传输的无线通信技术。ZigBee因其固有的高效性、可靠性以及成本低廉、易于开发、组网灵活和兼容性好等众多有点，使它在无线传感器网络中有着相当广泛的应用。目前，ZigBee技术已是无线传感器网络方案中的翘楚。

在实际应用当中，很多时候某些应用场合需要传感器节点的位置，比如本课题研究的电子地理坐标桩的系统，它需要将检测到的传感器节点位置信息发送给经过坐标桩的人们从而可以校正导航系统GPS或惯性测量装置等获得的坐标数据。因此，针对ZigBee无线传感器网络的节点定位的研究有着重大的现实意义。

1.2 无线传感器网络概述

1.2.1 无线传感器网络的结构

（1）传感器节点组成结构

无线传感器网络由大量的传感器节点组成，这些节点被部署在应用区域内，通过无线通信的方式形成一个自组网系统【5】。传感器节点是传感器网络中的重要组成。它是一个微型化的嵌入式系统由四个模块构成：传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块【4】，如图 1.1 所示。

无线传感器节点的结构模型