基于ZigBee的無線傳感器網定位技術研究

　　無線測試模塊的串口轉換電路采用MAX3232雙通道轉換器，工作電壓范圍為3～5.5 V，該電路主要用于協調器與PC之間的串口通信。

　　對射頻電路來說，解決好器件間干擾問題是至關重要的。建議無線通信模塊采用PCB雙層板，頂層用于信號線布線，底層用于電源和地布線，在無布線的開放區域采用少量過孔相連到地。另外，務必使CC2430底部可靠接地。外圍器件尺寸盡量小，可使用0402規格阻容器件。如果使用PCB天線，為了減少板材對PCB天線的影響，使天線獲得最佳性能，可以采用RF4板材，板材介電常數為4.5，厚度為1 mm，敷銅厚度為0.35μm。無線測試模塊PCB制作無特殊要求。

　　4 定位節點軟件設計

　　無線傳感器定位網絡中存在3種功能類型的節點，分別為網關(協調器)、參考節點(路由器)和盲節點(終端)。網關在整個系統中有著至關重要的作用，首先它要接收上位機發出的命令，開啟網絡，等待其他類型節點入網，其次還要接收各節點反饋的有效數據并傳輸給上位機軟件處理。參考節點是一類靜止的已知自身位置的節點，它的任務是接收帶RSSI(Received Signal Strength Indicator)值的信息包并計算RSSI平均值，最終在盲節點打包各RSSI平均值后，將其發送給網關，傳回上位機監控軟件處理。盲節點是一類可移動的節點，可在參考節點包圍的區域內任意移動。盲節點向周圍空間廣播RSSI簇，并接收一跳范圍內的參考節點平均RSSI值，打包收到的各平均RSSI值后，無線發送給協調器節點。圖3為整體傳感器網絡定位通信流程。

　　圖3 感器網絡定位通信網流程

　　考慮到網關節點除了組網和串口通信功能外，它可以作為參考節點使用，故只需要編寫兩種節點程序即可。網關節點特有的功能用虛線標出。各類節點工作流程如圖4和圖5所示。

　　圖4 盲節定點位流程

　　圖5 網關節定點位流程

　　5 上位機軟件設計

　　5.1 上位機功能及其實現

　　無線傳感器定位系統上位機監控軟件中，與定位相關的功能主要包括2大類：定位工程管理和定位信息處理。定位工程管理完成加載定位區域示意圖和配置參考節點坐標信息功能。定位信息處理完成參數采集、數據處理功能。具體來說，定位工程管理需要包括以下3方面：1)加載定位區域平面圖，用戶為特定定位場景自行選擇bmp、jpg、gif等格式的定位區域示意圖;2)配置參考節點信息，用戶自行配置參考節點并在工程中設置參考點號，在定位區域示意圖中標示參考節點位置;3)保存和修改工程，隨時保存和修改工程信息。而定位信息處理包括2個方面：1)提供PC和協調器間接口，通常使用串口與協調器進行通信，PC機向下發送命令信息，協調器向上讀取數據。2)區域定位，根據從參考節點讀出的信息進行定位并顯示和保存定位結果。