[發明專利]一種基于ZigBee技術的定位系統

在審

• 申請號: 201710735098.9
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107333244A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 逯鵬;張景景;郭賽迪;張宏坡;林予松;張行進;杜鑫迪
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W84/18;G01S5/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于ZigBee技術的定位系統，包括參考節點模塊、定位節點模塊、網關和上位機-服務器；所述參考節點的個數為6個，包括CC2430芯片的無線模塊和電源，所述定位節點的個數為1個，包括CC2431芯片的無線模塊和電源，所述的網關硬件平臺包括選定的網絡擴展主板和CC2430芯片，所述的上位機-服務器包括數據庫管理系統與定位系統；網關、參考節點、定位節點通過自組網建立ZigBee無線網絡；基于ZigBee技術的定位系統系統采用無線測距技術RSSI(Received Signal Strength Indictor)作為關鍵技術對參考節點和定位節點之間的距離進行測量，在運行時，通過ZigBee無線網絡，通過相應的網關獲取定位節點和參考節點之間的信息，同時將相應信息傳遞給PC服務器，同時通過多邊定位算法及定位算法優化處理的信息傳給網關，再由網關傳遞給參考節點和定位節點，來實現對定位節點的位置確定。

2.根據權利要求1所述的一種基于ZigBee技術的定位系統，其特征在于：所述參考節點個數設定為6個，采用六邊定位確定定位節點的位置。

3.根據權利要求1所述的一種基于ZigBee技術的定位系統，其特征在于：所述六邊定位算法的優化算法采用泰勒級數展開法和最小二乘法相結合，利用迭代運算對定位節點的位置機械修正，使得定位更為準確。

4.根據權利要求3所述的基于ZigBee技術的定位系統，其特征在于：通過六個固定位置的節點確定一個未知節點，同時采用優化算法對真實位置進行逼近。步驟如下：

S1：算法基于六邊測量法，首先要確定待定位節點的真實位置坐標(x,y)到參考節點的距離R₁,R₂,...,R₆，初始化參考節點坐標值為(X₁,Y₁)、(X₂,Y₂)、(X₃,Y₃)，…..，(X₆,Y₆)，其中

S2：由待定位節點的近似坐標和真實坐標和近似坐標之間的偏移量(Δx，Δy)來表述待定位節點的坐標(x,y)，即

S3：計算出測量距離和近似距離，分別表示為：

S4：將測量距離f_i(x,y)按泰勒級數展開，并刪去一階偏導數之后的式子，得到

上式線性化了偏移量(Δx，Δy)，上式簡化為

于是對原來問題的求解簡化為對方程組的求解。

S5：采用最小二乘法求解方程，求解過程是令函數式以矩陣排列方式表示為解得Δx和Δy。

S6：結合步驟2的x，y表示式和步驟5的表示式求的待定位節點的位置。以求得的位置作為下一次迭代運算的近似坐標多次利用迭代運算對求解的位置機械修正，求得更為精確的移動節點的位置，直到Δx和Δy小于相應的精度誤差迭代結束，否則轉到步驟2。