ZigBee无线定位技术的优化

八种无线室内定位方案对比无线室内定位是指通过无线通信技术实现对移动设备或人员在室内位置的准确定位。

随着无线通信技术的不断发展和智能设备的普及，室内定位已经成为了一个重要的研究领域。

本文将对八种常见的无线室内定位方案进行对比，分别是Wi-Fi定位、蓝牙定位、红外定位、超宽带定位、ZigBee定位、可见光通信定位、声波定位和射频识别定位。

首先是Wi-Fi定位。

Wi-Fi定位是利用Wi-Fi信号的强度和信号传播模型来进行定位。

优点是成本较低，覆盖范围广。

缺点是定位精度可能较低，受到信号干扰的影响较大。

其次是蓝牙定位。

蓝牙定位是通过蓝牙信号的强度和传输时间来进行定位。

优点是定位精度较高，适合实时定位应用。

缺点是成本较高，覆盖范围相对较小。

然后是红外定位。

红外定位是通过红外信号的强度和传播时间来进行定位。

优点是定位精度较高，适合小范围室内定位。

缺点是需要一定数量的红外发射器和接收器，成本较高。

接下来是超宽带定位。

超宽带定位是通过超宽带信号的传输延迟和多路径效应来进行定位。

优点是定位精度非常高，适合高精度定位应用。

缺点是成本较高，对硬件要求严格。

然后是ZigBee定位。

ZigBee定位是通过ZigBee信号的强度和传输时间来进行定位。

优点是能够实现低功耗和长距离通信。

缺点是定位精度可能较低，受到信号干扰的影响较大。

再者是可见光通信定位。

可见光通信定位是通过LED灯光的亮度和颜色变化来进行定位。

优点是能够与照明系统无缝集成，定位精度较高。

缺点是需要大量的LED灯和相应的传感器，成本较高。

然后是声波定位。

声波定位是通过声波信号的传播时间和多路径效应来进行定位。

优点是成本较低，适合小范围室内定位。

缺点是定位精度可能较低，受到环境噪声的影响较大。

综上所述，不同的无线室内定位方案具有不同的优点和适用范围。

选择合适的定位方案应根据具体的应用场景和需求来确定。

同时，不同的定位方案也可以结合使用，以提高定位精度和可靠性。

无线室内定位技术的发展还需要进一步研究和创新，以满足不断增长的需求。

ZigBee无线定位技术原理(转载自e络盟社区)德州仪器(TI)ZigBee无线射频元件CC2431所含的定位引擎(LocationEngine)就像是室内全球卫星定位系统(GPS)，利用ZigBee网络的无线射频基础设施计算物品或人员的位置。

相较于GPS 系统，把定位引擎和微控制器(MCU)全部整合至单晶片射频收发器，不仅耗电量远少于GPS硬体，成本更不到其十分之一，且无论在室内或室外，只要有ZigBee网络的地方就能使用。

常见应用包括从屋内不同房间移动时，遥控开灯或关灯；装运码头的货柜追踪，以及从网站追踪特定设备。

定位引擎还能简化无线网络设定，能在新设备加入网路时找出其所在位置。

多数无线传感器网络都需一套方法判断网络节点的位置，所以使用者必须在安装时决定应该互相交换的资料，以及应与中央资料搜集点互传资料的节点。

市场上许多解决方案透过软体计算网络节点位置，这类系统的节点读取位置计算所需的参数，然后把资讯送到中央资料搜集点，算出位置后再传回给节点，这个过程的运算量很庞大，须用到个人电脑或高效能微控制器。

这种计算位置的方式仅对小型网络和少数节点有用，因为执行计算所需的网络流量会随着节点数目的指数增加。

高流量负载和频宽不足让这套方法只能用于电池供电的网络，可利用分布式定位计算解决这个问题，可先让网络节点找出多个已知位置且距离最近的参考节点，然后根据参考节点传来的资讯计算本身的位置，因此，网络流量将只出现在待测节点(BlindNode)连接范围内的节点。

另外，由于网络流量只会随待测节点的数目等比例增加，所以同一个网络可有很多个待测节点。

本文介绍的结果是以ZigBee网络测量值为基础，但也适用于较简单的IEEE802.15.4网路。

定位引擎会根据无线网络里，相邻无线装置传来的接收讯号强度指标(RSSI)计算自己的位置。

随着环境不同，两台无线装置之间的RSSI讯号会有很大差异，举例来说，若有人在两台无线装置的中间走过，接收讯号就可能减少30dBm，为弥补这么大的差异，定位引擎最多会根据十六台无线装置传来的RSSI值进行计算，以便得到精确的位置，这种做法的逻辑是利用多个节点求取平均值，即可将RSSI的变异量消除。

| 工程设计 | Engineering Design ·176·2019年第4期RSSI 技术背景下的无线空间定位系统设计李昭静，张 钢，毛 瑞（郑州电力高等专科学校，河南 郑州 450000）摘 要：随着科学技术的不断发展与进步，各种科学技术在人们的生活和工作中都带来极大的便利，其中最具有优势的就是位置服务。

近些年，随着人们生活水平的不断改善，在RSSI 技术背景下，对无线定位技术提出了更高的要求和标准。

因此，文章通过利用Zigbee 技术来实现物体的三维空间定位系统，并设计出了总体性的设计方案，并对定位节点、参考节点等模块进行了详细的探讨，以此来更好地实现定位功能。

关键词：RSSI 技术；无线空间；定位系统；设计方案中图分类号：TN92 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）04-0176-02作者简介：李昭静（1979—），女，硕士，讲师，研究方向：电子通信技术及相关应用。

近些年，随着我国科学技术的不断发展与进步，在RSSI 技术背景下国内外对于无线空间定位系统设计的研究给予了高度的重视和关注，在一定程度上得到了很大的发展与进步。

Zigbee 是一种新型的无线网络技术，它不仅距离短、速率低，而且它还可以在室内定位中充分发挥其有效的作用，同时它也是二十一世纪一种热门的技术。

经研究，它的应用会前景非常的广阔，会在多个领域发挥其有效的作用。

1 室内定位的意义有研究学者经过预测和研究发现，在未来的十年之内，在发达国家的每一个人身上都会携带一种传感器，其传感器的数量会超过千个。

随着低功耗电子技术的发展，推动了能源的进步，同时也使这些传感器具有非常久的使用寿命，可以持续运行多年，但在运行的过程中需要对电池进行更换。

同样，由于MEMS 的迅速发展与进步，减少了相关的设备对部署这种传感器网络的经济成本。

该传感器的节点不仅可以对环境中的温度、湿度进行合理化的控制，而且在军事防御、工业、军事农业控制上也可以起到显著的效果。

WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB哪种室内定位技术更好？我们常用的定位技术当属GPS卫星定位，无论是汽车还是手机导航，都会用到GPS，但一旦到了室内，由于建筑物的遮挡，GPS便无法做到精确的定位。

目前，随着5G技术的发展，新的编码方式、波束赋形、大规模天线阵列、毫米波频谱等为高精度距离测量提供技术支持。

因此，室内定位的研究成为无线传感器网络服务的一个重要分支。

常用的室内定位技术包括：WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB等等，本文就将这几种定位方式进行对比，看看哪种室内定位技术更好。

WiFi定位技术WiFi定位技术是采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，对已接入的移动设备进行位置定位，最高精确度大约在1米至20米之间。

如果定位测算仅基于当前连接的WiFi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，则WiFi定位就很容易存在误差（例如：定位楼层错误）。

另外，WiFi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。

蓝牙定位技术蓝牙定位技术是目前市场上应用部署比较多的，相对来说也是一种比较成熟的定位技术。

蓝牙和WiFi之间的差别不是太大，但是准确性会比WiFi（3-5m）高一点。

蓝牙定位采用基于蓝牙的三角测距技术，除了使用手机的蓝牙模块外，还需要部署蓝牙信标，可以实现亚米级的最高定位精度，但是是需要布置太多的信标。

蓝牙定位技术的最大优点是体积小，距离短，功耗低，可以集成到手机等移动设备中，只需打开设备的蓝牙功能，就可进行定位。

蓝牙传输不受视线影响，但是对于复杂的工业环境，蓝牙系统的稳定性稍差，抗遮挡能力有待提高，并且容易受到噪声信号的干扰。

RFID定位技术RFID定位的基本原理是通过一组固定的读取器读取目标RFID标签的特征信息（例如身份ID，接收信号强度等），它也可以使用最近邻法，多边定位法，接收信号强度等确定标签位置的方法。

常见的七种无线定位技术总结
 常见的无线定位技术有以下七种：
 红外线定位、超声波定位、蓝牙定位、射频识别定位、超宽带定位、无线高保真定位和Zigbee（传感器）定位。

 红外线定位
 基本原理：主要通过在已知节点处的红外线发射设备发射红外线，然后在待测节点布置好的光学传感器接收这些红外信号，经过对红外信号的处理，计算出距离，从而达到定位效果。

 优缺点：一是红外线传播距离较短，二是红外线没有越过障碍物的能力，这就要求定位环境没有障碍物，或说定位只能在可视距条件下。

 超声波定位。

都是物联网解决方案，WiFi和ZigBee都有何优劣势？首先，我们要了解WiFi和ZigBee两种无线通信技术的基本工作原理。

ZigBee的工作原理ZigBee的工作原理是基于ZigBee的无线设备在868MHZ、915MHZ和2.4GHZ的频带中工作。

其最大数据速率为250Kbps。

ZigBee技术应用最广泛的领域应该是电池供电了，在这些应用场景中，一般来说对电池的寿命、成本、数据速率要求都很高，ZigBee技术就很好的满足这些需求，很多ZigBee设备都能运行多年而不需要换电池。

WiFi的工作原理WiFi是无线电波传输，其使用的原理当然是基于麦克斯韦电磁场理论的无线传输理论。

其工作原理利用2.4G带宽实现基站与终端之间的点对点无线通信，链路层以以太网协议为核心，实现信息传输的地址验证。

WiFi无线通信技术主要由路由器和WiFi设备组成。

如果使用WiFi技术作为IoT解决方案，则IoT设备必须支持WiFi协议。

当IoT设备通过路由器连接到WAN时，您可以远程控制任何地方的设备。

ZigBee和WiFi技术在很多方面都有应用，但这两种技术的作用和功能是不同的。

例如，在智能家庭解决方案中，ZigBee通信技术主要由ZigBee设备和ZigBee网关两部分组成。

ZigBee设备主要负责传感器数据信息的收集，但这些数据信息不能直接传输到互联网，必须通过ZigBee网关，数据经过转换后通过互联网传输。

WiFi的优点●可以与手机无缝通信。

●可以直接访问互联网。

●普及度较广，基本上每个家庭都有路由器设备，设备价格相对较低，使用成本相对较低。

●具体的传输速度取决于与WiFi信号强度连接的设备，但是与ZigBee相比相当大。

●WiFi网络方便，仅需要连接，协议统一，使用TCP/IP协议。

●网络带宽相对较大，现在向家庭普及200Mbps。

企业内部网络可以达到1000Mbps。

●传输距离在20-200米之间，远高于其他无线电技术WiFi的缺点●耗电量比较大，不适合电池供电的设备。

物联⽹常见的⼗种定位技术的优缺点1、射频识别室内定位技术 射频识别室内定位技术利⽤射频⽅式，固定天线把⽆线电信号调成电磁场，附着于物品的标签经过磁场后⽣成感应电流把数据传送出去，以多对双向通信交换数据以达到识别和三⾓定位的⽬的。

射频识别室内定位技术作⽤距离很近，但它可以在⼏毫秒内得到厘⽶级定位精度的信息，且由于电磁场⾮视距等优点，传输范围很⼤，⽽且标识的体积⽐较⼩，造价⽐较低。

但其不具有通信能⼒，抗⼲扰能⼒较差，不便于整合到其他系统之中，且⽤户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。

射频识别室内定位已经被仓库、⼯⼚、商场⼴泛使⽤在货物、商品流转定位上。

2、室内定位技术 Wi-Fi定位技术有两种，⼀种是通过移动设备和三个⽆线⽹络接⼊点的⽆线信号强度，通过差分算法，来⽐较精准地对⼈和车辆的进⾏三⾓定位。

另⼀种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度，通过⽤新加⼊的设备的信号强度对⽐拥有巨量数据的数据库，来确定位置。

Wi-Fi定位可以在⼴泛的应⽤领域内实现复杂的⼤范围定位、监测和追踪任务，总精度⽐较⾼，但是⽤于室内定位的精度只能达到2⽶左右，⽆法做到精准定位。

由于Wi-Fi路由器和移动终端的普及，使得定位系统可以与其他客户共享⽹络，硬件成本很低，⽽且Wi-Fi的定位系统可以降低了射频(RF)⼲扰可能性。

Wi-Fi定位适⽤于对⼈或者车的定位导航，可以于医疗机构、主题公园、⼯⼚、商场等各种需要定位导航的场合。

3、超宽带(UWB)定位技术 超宽带技术是近年来新兴⼀项全新的、与传统通信技术有极⼤差异的通信⽆线新技术。

它不需要使⽤传统通信体制中的载波，⽽是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从⽽具有3.1~10.6GHz量级的带宽。

⽬前，包括美国，⽇本，加拿⼤等在内的国家都在研究这项技术，在⽆线室内定位领域具有良好的前景。

UWB技术是⼀种传输速率⾼，发射功率较低，穿透能⼒较强并且是基于极窄脉冲的⽆线技术，⽆载波。

浅析Zigbee技术在智能家居应用中的优缺点时间：2012-07-25 12:37:44 来源：北极星作者：目前看可视对讲和智能家居已经朝着全数字化、智能型方向发展。

随着电脑芯片技术的革新和价格的大幅度降低，今后基于电脑平台的产品是一定会成为所有产品的思路。

但是可视对讲/智能家居系统数字化、网络化之路漫漫，由于全数字化可视对讲和智能家居产品在施工中最大的问题是对于小区宽带的要求很高，也带来相应的网络瓶颈、病毒冲击、网络风暴等一系列的问题，同时也造成设备对网络可靠性的要求极高，可想而知，如果网络出现问题，面临的将是所有系统的瘫痪问题，因此网络的可靠性对于该系统的来说是最关键的，反而全数字化可视对讲和智能家居产品的可靠性退而次之了。

因此鉴于以上考虑，厂家应就如何解决依附于网络技术下，提高可视对讲和家居智能控制系统产品可靠性和避免网络冲击，网络安全漏洞和规范远程控制及外界攻击所带来的自身系统的瘫痪问题就成为了目前最现实和最难解决的技术瓶颈了。

ZigBee技术最佳应用范围是无线传感网络中，例如水文监测，污染监测等场景中。

这些应用场景往往需要多个节电自组网，相互之间传输数据，便于维护和扩容。

今年来，国内外也有很多厂家把Zigbee技术应用在智能家居的场景中，下面，我们就看看Zigbee技术在智能家居中，到底有哪些优缺点呢?ZIGBEE技术简介Zigbee是基于IEEE802.15.4的通信协议，IEEE802.15.4处理低级MAC层和物理层协议，而Zigbee协议对网络层和API进行了标准化。

Zigbee完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。

每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。

Zigbee是一种新兴的近程(10米~100米)、低速率(250Kbps标称速率)、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。