基于Zigbee无线定位技术研究

系系统统应应用用医院医疗监护医疗仪器数据采集三三zigbee技术应用范围技术应用范围3智能交通控制系统智能交通控制系统图一无线交通信号控制图一无线交通信号控制图二图二zigbee远程交通控制远程交通控制三三zigbee技术应用范围技术应用范围系系统统概概述述采用zigbee和太阳能结合的无线控制系统无须挖路布设控制线路各设备之间实现无线自动组网连接既降低了系统安装成本更重要的是避免了传统安装方式对交通干扰所带来的经济损失而且也避免了由于城市快速发展道路拓展等变化对原有预埋管线的干扰
2
一、Zigbee技术简介
二、ZigBee技术特点 • ZigBee 是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率 、低成本、低复杂度的无线网络技术； • ZigBee 采取了 IEEE 802.15.4 强有力的无线物理层 所规定的全部优点 ：省电、简单、 成本又低的规格 ；ZigBee 增加了逻辑网络、网络安全和应用层； • ZigBee 的主要应用领域包括无线数据采集、无线工 业控制、消费性电子设备、汽车自动化、家庭和楼宇 自动化、医用设备控制、远程网络控制等场合；
工业控制命令、远程网络控制、家用电器控制 如鼠标键盘数据、操作杆的数据
间断性数据 反复性低反应时间数据
•
19
三、Zigbee技术应用范围
二、适合 ZigBee 技术的应用场合
• • • •
设备成本低、传输数据量小 设备体积小，不便放置较大的充电电池或者电源模块 没有充足的电源支持，只能使用一次性电池 需要较大范围的通信覆盖，网络中的设备非常多，但 仅仅用于监测或控制
20
三、Zigbee技术应用范围
三、Zigbee技术典型应用
• • • •
1、结合 Zigbee 和 GPRS 的无线数据传输 2、医疗监控系统 3、无线点餐系统 4、智能交通控制系统

物联网简介及基于ZigBee的无线传感器网络摘要物联网，是继计算机、互联网与移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，是一个全新的技术领域，给IT和通信带来了广阔的新市场。

积极发展物联网技术，尽快扩展其应用领域，尽快使其投入到生产、生活中去，将具有重要意义。

ZigBee无线通信技术是一种新兴的短距离无线通信技术，具有低功耗、低速率、低时延等特性，具有强大的组网能力与超大的网络容量，可以广泛应用在消费电子品、家居与楼宇自动化、工业控制、医疗设备等领域。

由于其独有的特性，ZigBee无线技术也是无线传感器网络的首选技术，具有广阔的发展前景。

ZigBee协议标准采用开放系统接口(051)分层结构，其中物理层和媒体接入层由IEEE802.15.4工作小组制定，而网络层，安全层和应用框架层由ZigBee联盟制定。

本文首先从概念、技术架构、关键技术和应用领域介绍了物联网的相关知识，然后着重介绍了基于ZigBee的无线传感器网络，其中包括无线传感网简介、ZigBee技术概述和基于ZigBee的无线组网技术。

关键词：物联网；ZigBee；无线传感器网络物联网简介物联网概念“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。

其定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。

最简洁明了的定义：物联网(Internet of Things)是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。

它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

技术架构从技术架构上来看，物联网一般可分为三层：感知层、网络层和应用层。

感知层是物联网的皮肤和五官-用于识别物体，采集信息。

常高。
Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 是一 种新 兴的无 线 网络技 术 ， 它是～ 个 由许 统 。
Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术 具有以下主要特 点 ： 数据传 输速率低 ， 只有
１ ０ ２ ５ ０ Ｋ ｂ ／ ｓ ， 专注 于低传输 应用 。 功耗低 ， 在低 耗 电待机 模式 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４ 规范的Ｍ Ａ Ｃ 计时器， １ 个常规 的ｌ ６ 位计 时器和２ 个８ 下， 两 节普通干 电池可使 用６ 个月Ｎ２ 年。 成本低 ， 因为Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 位 计 时器 。 数据传 输速 率低 ， 协议简单 ， 所 以大大 降低了成本 ， 且Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ ◆强大和灵活的开发工具。
球定位 系统只能在户外环境提供 服务的不足 ， 室内定位技术开 求出自己的坐标 。
始展露其重 要性。目前是室 内定位 技术主要有有红外线 室内定 位、 超 声波 定位、 射频识别技术 、 蓝牙技术、 和无线传感器 网络 的优越性， 越来越受到人们的青睐。 １ Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 及Ｃ Ｃ ２ ４ ３ １ 定位引擎 ◆高性能和低功耗的８ ０ ５ １ 微控制器核。 ◆集 成符合Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４ 标准 的２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ 的Ｒ Ｆ 无线 电收发 ◆优 良的无 线接收灵敏度和 强大 的抗干扰性。 ◆在休眠模 式时仅０ ． ９ 衅的流耗 ， 外部 的中断或Ｒ Ｔ Ｃ ｆ ￣唤醒 系统 ； 在待机 模式 时少 于０ ． ６ 的流耗 ， 外部 的中断能 唤醒系 ◆硬件支持Ｃ Ｓ Ｍ Ａ ／ Ｃ Ａ 功能 。 ◆较 宽的电压范围（ ２ ． ０ ３ ． ６ Ｖ ） 。 ◆数字化 的Ｒ Ｓ Ｓ Ｉ ／ Ｌ Ｑ １ 支持和强大的Ｄ Ｍ Ａ 功能。 ◆具有电池监测和温 度感测功能。 ◆集成了ｌ ４ 位模 数转换的Ａ Ｄ Ｃ 。 ◆集成Ａ Ｅ Ｓ 安全协 处理器 。 ◆带 有２ 个 强 大 的支持几 组协 议 的Ｕ Ｓ Ａ Ｒ Ｔ ， 以及 １ 个度 的智能控制 ；

ZigBee技术-图文(6)安全：ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证，采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

3应用实例编辑功能。

该产品采用高性能的工业级ZigBee方案，提供SMT与DIP接口，可直接连接TTL接口设备，实现数据透明传输功能；低功耗设计，最低功耗小于1mA；提供6路I/O，可实现数字量输入输出、脉冲输出；其中有3路I/O还可实现模拟量采集、脉冲计数等功能。

该产品已广泛应用于物联网产业链中的M2M行业，如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。

zigbee组网模式应用设计1.采用高性能工业级ZigBee芯片2.低功耗设计，支持多级休眠和唤醒模式，最大限度降低功耗3.电源输入（DC2.0～3.6V）稳定可靠1.WDT看门狗设计，保证系统稳定2.提供TTL串行接口，SPI接口。

3.天线接口防雷保护（可选）标准易用1.采用2.0的SMA与DIP接口，特别适合于不同用户的应用需求。

2.提供TTL接口可直接连相同电压的TTL串口设备3.智能型数据模块，上电即可进入数据传输状态4.使用方便，灵活，多种工作模式选择5.方便的系统配置和维护接口6.支持串口软件升级和远程维护功能强大1.支持ZigBee无线短距离数据传输功能2.具备中继路由和终端设备功能3.支持点对点、点对多点、对等和Meh网络4.网络容量大：65000个节点5.节点类型灵活：中心节点、路由节点、终端节点可任意设置；6.发送模式灵活：广播发送或目标地址发送模式可选7.通信距离大ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事？举一个简单的例子就可以说明这个问题，当一队伞兵空降后，每人持有一个ZigBee网络模块终端，降落到地面后，只要他们彼此间在网络模块的通信范围内，通过彼此自动寻找，很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。

［摘要］随着无线通信技术的快速发展，人们对于现代煤矿的生产要求也是越来越高，对此，就提出了一种基于ＺｉｇＢｅｅ的短距离无线通信技术，并且将这种技术应用于矿井人员管理的系统。

ＺｉｇＢｅｅ技术具有低功耗的特点，将这种技术应用在煤矿井下的无线传输系统中，利用光纤网络来是你先对数据的双向通信，还可以利用互联网来实现资源的共享。

有这种系统所组成的井下无线传感器网络能够实现对井下工作人员的定位跟踪管理，更为煤矿井下的安全生产提供了技术支持。

［关键词］ＺｉｇＢｅｅ无线网络；人员管理；单片机；环网冗余基于ＺｉｇＢｅｅ技术的煤矿井下作业人员定位管理系统的设计倪飞刘亚磊洪先锋（河南神火集团刘河煤矿，河南永城４７６６００）科学技术的不断发展致使人们对矿业的安全身安全生产有了更高的要求。

所以，开发出一种新型的矿井人员管理系统，从而实现对井下工作人员的实时跟踪，这样地面管理人员对于井下的工作人员就不存在视觉的盲区，对矿井的灾害意识也能够进一步加强，井下一旦发生安全事故，也能够快速的作出反应，做好应急准备。

对于国内研究者所提出的在矿井人员管理系统的基础上所设计的基于ＺｉｇＢｅｅ技术的矿井人员管理系统已经能够在日常生产中使用，这种系统是采用了国际上比较先进的ＺｉｇＢｅｅ射频技术，能够对井下的各种存在的信息进行无线传输，利用光纤环网冗余技术，将矿井下的每个区域工作人员的动态及时准确的反映给地面的计算机，让煤矿管理人员能够对随时对井下作业人员的动态进行了解。

若是有事故发生，那么就乐意立即从监测计算机中查询到具体事故发生的位置以及被困人员的数量以及位置分布情况，为救援工作提供了良好的科学依据，节省了搜索的时间，救援工作开展的更加顺利。

一、ZigBee 技术及光纤环网冗余技术简介（一）ＺｉｇＢｅｅ技术ＺｉｇＢｅｅ技术是一种双向无线网络通信技术，具有结构简单、近距离、低功耗、低速率、低成本、高可靠性的优点，被称为ＩＥＥＥ８０２．１５．４（ＺｉｇＢｅｅ）技术标准。

6.2006年12月进行标准修订，推出ZigBee1.1版(又 称为ZigBee2006)。该协议虽然命名为ZigBee1.1， 但是与ZigBee1.0版是不兼容的。
7.2007年10月完成再次修订(称为ZigBee2007/PRO)。能够 兼容之前的ZigBee2006版本，并且加入了ZibgeePRO部分 ，此时ZigBee联盟更加专注于以下三个方面：
的频率，在 2.4G 的频段上 具有 16 个信道，带宽为 250K。
7
二、Zigbee技术特性和性能分析
二、Zigbee 物理信道
• ZigBee 在 2.4G 的频段上具有 16 个信道，从
2.405GHz — 2.480GHz 间分布，信道间隔 是 5M， 具有很强的信道抗串扰能力。
8
二、Zigbee技术特性和性能分析
4.2004年12月ZigBee1.0标准(又称为ZigBee2004) 敲定，这使得ZigBee有了自己的发展基本标准。
4
一、Zigbee技术简介
三、Zigbee协议的发展历史
5.2005年9月公布ZigBee1.0标准并提供下载。在这一年 里，华为技术有限公司和IBM公司加入了ZigBee联盟。 但是基于该版本的应用很少，与后面的版本也不兼容。
6
二、Zigbee技术特性和性能分析
一、ZigBee 频带和数据传输率
• ZigBee 无线可使用的频段有 3 个，分别是 2.4GHz 的 ISM 频
段、欧洲的 868MHz 频 段、以及美国的 915MHz 频段，而不 同频段可使用的信道分别是 16 、 1 、 10 个；
• ZigBee 在中国采用 2.4G 的 ISM 频段，是免申请和免使用费
10

部署与维护
将无线定位技术部署到实际应用场景 中，进行定期维护和更新，保证系统 的稳定性和可靠性。
04
无线定位技术优缺点
无线定位技术的优点
高精度定位
无线定位技术可以提供厘米级 甚至毫米级的定位精度，满足
各种高精度应用需求。
实时性
无线定位技术可以实时获取目 标的位置信息，对于需要快速 响应的应用场景非常有利。
详细描述
无线定位技术可以为公共安全领域提供重要的位置信息支持，例如在火灾、地震等灾害发生时，该技术可以帮助 救援人员快速定位受困人员，提高应急响应速度。同时，该技术还可以用于追踪犯罪嫌疑人，提高案件侦破效率 。
THANKS
感谢观看
无线定位技术在物流行业中的应用
总结词
优化物流配送，提高运营效率
详细描述
无线定位技术可以帮助物流企业实时跟踪货物的位置信息，优化配送路线，提 高物流配送的准确性和及时性。此外，该技术还可以协助企业进行仓储管理， 提高库存周转率，降低运营成本。
无线定位技术在公共安全领域中的应用
总结词
提升应急响应速度，保障公共安全
02
基于距离的定位技 术
包括RSS（接收信号强度）、 AOA（到达角度）和指纹地图匹 配等。
03
混合定位技术
结合基于时间和基于距离的定位 技术，以提高定位精度和可靠性 。
无线定位技术的误差来源
多径效应
由于电磁波在传播过程中会受到 建筑物、树木等障碍物的反射和 折射，导致接收到的信号强度和 相位发生变化，影响定位精度。
困难或无法定位。
高能耗
无线定位技术需要大量的计算 和传输，导致能耗较高，需要
频繁更换或充电电池。
安全问题
无线信号容易被截获或干扰， 存在一定的安全风险。

图 ２ Ｚ ｉ ｂ ｅ ｅ与 Ｇ Ｐ Ｓ 无缝定位流程图 ｇ
３ 扩展卡尔曼滤波器
在线性 、 高斯情况下的卡尔曼滤波 ， 由均值和协 方差构成的充分统计量的递推计算是最简单可行的 状态估计滤波 ． 在具 有 非 高 斯 随 机 变 量 的 线 性 系 统 情况下 ， 比如 Ｇ Ｐ Ｓ与 Ｚ ｉ ｂ ｅ ｅ定 位 系 统 动 态 模 型 和 ｇ 测量模型 ， 同样简单 的 递 推 式 产 生 的 近 似 均 值 和 协 方差 ， 即为最佳线性估计 ． 因此 ， 对非线性系统 ， 需要
１ Ｇ Ｐ Ｓ和 Ｚ ｉ ｂ ｅ ｅ无缝定位 ｇ
１． １ Ｇ Ｐ Ｓ 定位技术 它 由 卫 星、 基 站、 接收机 Ｇ Ｐ Ｓ 是全球定位系 统 ， 它是目前应用最为广 泛 的 定 位 技 术 ． 目 ３ 部分组成 ． 前单 Ｇ 但其缺 Ｐ Ｓ系统提供的定位精度优于 ２ ５ ｍ， 点是定位信号到达地面时较弱 ， 不能穿透建筑物 ， 而
２ ０ １ ３年３月 Ｍ ａ ｒ ． ２ ０ １ ３
（ ） 文章编号 ： ０ ２ ５ ３ ２ ３ ２ ８ ２ ０ １ ３ ０ １ ０ ０ ４ ０ ０ ５ － － －
基于 Ｇ Ｐ Ｓ和 Ｚ ｉ ｂ ｅ ｅ融合的无缝定位方法研究 ｇ
张威奕 ， 陈 秀 万 ， 李 颖 ， 李智慧
（ ） 北 京 大 学 地 球 与 空间 科学学 院 ， 北 京 １ ０ ０ ８ ７ １ 摘 要： 针对 Ｇ 提出了利用 Ｇ Ｐ Ｓ 在 复 杂 环境 下 的 定 位 功能 受 到 限制 的 问题 ， Ｐ Ｓ和 Ｚ ｉ ｂ ｅ ｅ进行 组 合 定 位 的 无 缝 定 位 ｇ 方法， 并 采 用扩 展 卡 尔 曼 滤 波 器来 解 决 ２ 个 不 同 传 感 器 之 间 的 数 据 融 合 问 题 ， 实现了２种定位方式之间在复杂环 可应 用 在 某些 Ｇ 实 验 表 明， 采用扩展卡尔曼滤波对融合后的 Ｇ 境 下 的 无 缝切 换 ， Ｐ Ｓ 信 号 受 限 的 定 位 场 合． Ｐ Ｓ和 算法 过 程 稳定 ， 能 有效 地 提 高系统的 定 位 精 度 、 覆盖度 和 实 时 性 ． Ｚ ｉ ｂ ｅ ｅ信 号轨迹 进行 处 理 后 ， ｇ ； 关键词 ： 无缝定位； 扩展卡尔曼滤波 Ｇ Ｐ Ｓ； Ｚ ｉ ｂ ｅ ｅ ｇ （ 分类号 ： 中 图） Ｔ Ｐ ３ ９ 文献标志码 ： Ａ

基于ZigBee网络的井下人员定位系统设计中期报告一、选题背景随着现代煤炭开采技术的发展，井下采煤作业人员的安全问题受到了广泛关注。

为了确保井下人员的安全，需要实时监测井下人员的位置并及时预警。

因此，设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统具有重要意义。

二、选题意义1. 提高井下采煤安全性能采煤作业的特殊性使其往往存在一定的危险性。

通过实时监测井下人员的位置，及时预警可有效提高井下采煤的安全性能，保障人员生命安全。

2. 提高采煤作业效率通过井下人员定位系统可以了解到井下人员的位置情况，及时进行指导、调度，提高采煤作业的效率，降低成本。

3. 推动煤炭行业的信息化进程井下人员定位系统是一个典型的嵌入式系统，涉及到了无线通信等多个领域的知识。

通过该项目的研发，推动了煤炭行业信息化的进程，增强了企业的竞争力。

三、预期目标本项目的主要目标是设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统，可实现对井下人员的定位、监测、预警，提高井下采煤的安全性能和作业效率。

具体的预期目标如下：1. 设计一种基于ZigBee网络的井下人员定位系统，能够实现井下人员的定位、监测、预警。

2. 开发系统的硬件和软件，并进行系统测试和参数优化。

3. 针对煤炭行业的特殊需求，进行系统的改进和升级，满足客户的定制化需求。

四、研究方法本项目的研究方法包括调研、需求分析、系统设计、开发、测试、参数优化等多个环节。

1. 调研：收集国内外井下人员定位系统的相关信息，分析市场需求、技术瓶颈等因素。

2. 需求分析：对井下人员定位系统的功能进行分析，确定系统的需求和功能模块。

3. 系统设计：设计系统的硬件和软件模块，并实现不同模块之间的交互。

4. 开发：编写软件程序，制作硬件模块，并进行系统的组装和调试。

5. 测试：进行系统的功能测试、稳定性测试、安全测试等多个测试环节。

6. 参数优化：根据测试结果，进行系统的参数优化，使其达到最优状态。

五、进度安排1. 项目立项与需求分析 2022.1-2022.22. 系统设计与方案确认 2022.3-2022.43. 系统开发与测试 2022.5-2022.114. 系统调试与优化 2022.12-2023.15. 撰写项目结题报告 2023.2-2023.3六、参考文献1. 基于ZigBee技术的人员定位系统设计和实现，张三等，2017年。

２ ０ １ ３年第 ９期 文章编号 ： １ ０ ０ ６ － ２ ４ ７ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ９ － ０ １ ６ ０ － ０ ３
计 算 机 与 现 代 化 Ｊ Ｉ Ｓ Ｕ Ａ Ｎ Ｊ Ｉ Ｙ Ｕ Ｘ Ｉ Ａ Ｎ Ｄ Ａ Ｉ Ｈ Ｕ Ａ
总第 ２ １ ７期
基于 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 无 线传 感 网络 的井 下 定 位 系统
Ｕｎｄ ｅ ｒ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎｄ Ｌｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｚｉ ｇ Ｂｅ ｅ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｓｅ ｎ ｓ ｏ ｒ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ
ＹＡ ＮＧ Ｊ ｕ ｎ，Ｚ ＨＡＮ Ｌ ｉ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｈ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ３ ２ ０ ０ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｃ ｋ ｗ ａ ｒ ｄ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉ ｒ ｎ ｇ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ．Ｗｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｗ ｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ（ ＷＬ Ｎ）ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｃ Ｃ ２ ４ ３ ０ ／ ２ ４ ３ １
杨 君， 詹 林
（ 安徽理工大学计算机科 学与工程 学院 ， 安徽 淮 南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ）

摘要近年来,随着无线移动通信技术的快速发展,手机网络结合快速定位的方法在应急救援和各种基于位置的服务中已逐渐被应用。

但由于卫星信号很容易受到各种障碍物阻碍,所以卫星定位技术不太适合室内或高层建筑中使用，当前无线室内定位技术的快速发展,已经成为定位系统一个强大的补充技术。

本文设计及实现了一个基于无线传感器网络的室内定位系统，客户端为配备WIFI模块的Android 手机，方便借助安卓手机的定位系统方便地查询自身位置，并获取各种基于位置的服务，在一定程度上克服了RSSI信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。

【关键词】：WIFI、室内定位、AndroidAbstracttraditional positioning methods, such as the "GPS" civilian "Beidou" and has been realized in outdoor meters can achieve decimeter level positioning, positioning the military. However, whether civilian or military, can not be accepted in the indoor positioning signal. In recent years, with the popularity of WIFI devices and WIFI signal coverage continues to improve, we are also beginning to WIFI Positioning Technology in-depth study. Because there are many vendors involved in this field, so WIFI Positioning Algorithm is endless. Now, WIFI Positioning Technology has begun to gradually out of the laboratory, to the market. At the same time, all kinds of app based on the WIFI seems to be overwhelming overnight, I personally think that WIFI based services will show a blowout in the next 2-3 years.My main work is as follows:1 based on the research of signal propagation model, a WIFI Based Adaptive indoor localization algorithm based on RSSI is proposed. The experimental results show that the improved algorithm has better localization accuracy and better environmental adaptability. That is, according to the intensity of WIFI signal positioning.2 Research on the existing fingerprint based localization algorithm. The localization process is divided into four stages, respectively discuss the location of the primitive stage of pretreatment method, solving the nearest neighbor metric, k neighbor selection and location method to determine the impact on the indoor positioning accuracy, to determine the optimal location algorithm suitable for the current indoor environment.3 design the indoor positioning prototype system based on wireless sensor network. It is proved that the improved localization algorithm based on the sensor and the optimized fingerprint based localization algorithm have higher positioning accuracy.This paper will demonstrate the indoor wireless positioning on the market several common algorithms, some large convenience stations and airports, parking lot, shopping malls and other units, select the appropriate indoor positioning system, providing excellent service for the user. Save user time.【Key words】: WIFI, indoor positioning, Android, wireless sensor目录摘要 (1)Abstract (1)目录 (3)1.引言 (4)1.1研究背景 (4)1.2国内外研究现状 (7)1.3本文研究的目的和意义 (9)1.4论文的组织架构 (10)2 室内定位的综述 (10)2.1无线室内定位技术的概述 (11)2.2室内GPS定位技术 (11)2.3室内的无线定位技术简介 (13)2.4室内无线定位方法的介绍 (15)2.4.1与距离无关的定位方法 (15)2.4.2与距离相关的定位方法 (16)3.需求分析 (19)3.1功能需求 (19)3.2服务流程 (20)4.WIFI定位系统的设计 (22)4.1定位算法模块 (22)4.2通信模块 (23)5.系统实现 (25)5.1系统首页 (25)5.2 设置训练参数 (25)5.3扫描wifi (26)5.4 刷新WIFI信息 (30)5.5室内定位的功能实现 (31)6.软件测试 (35)7.总结与展望 (37)7.1总结 (37)7.2展望 (37)参考文献 (38)致谢 (39)1.引言随着WIFI的不断普及，基于其的定位技术也不断发展。

煤矿人员精确定位应用与研究摘要：煤矿井下作业环境恶劣且存在不可控因素，容易引发安全事故。

因此，建立精确且完善的煤矿井下人员定位系统对于煤矿的安全生产和应急救援来说极其重要。

基于煤矿井下人员定位技术的研究与应用成果，进行分析和对比，着重论述了占据市场主流以及新兴的无线通信技术，提出了煤矿井下人员定位技术发展的方向与愿景。

关键词：煤矿；人员精准定位；RFID；ZigBee；GIS；MESH；WiFi；PHSApplication and Research of Coal Mine Personnel PrecisePositioningAbstract: The working environment of underground coal mine isharsh and there are many uncontrollable factors existing, which are easy to cause safety accidents. As a result, it is very important and imperative to establish an accurate and comprehensive personnel positioning system in coal mines for safe production and emergency rescue.Based on the research and application results of undergroundcoal mine personnel positioning technologies, the paper analyzes, compares and contrasts the research and practice, focuses on themarket mainstream and the emerging wireless communication technologies, and puts forward the direction and vision of the development of underground coal mine personnel positioning technologies.Key words: coal mine; precise positioning of personnel; RFID; ZigBee; GIS; MESH; WiFi; PHS引言煤炭在我国的能源资源组成中一直占据非常重要的地位，煤矿开采业是关系到我国国民经济可持续发展的基础产业。

系统能够对线路 的故 障实现准确定位． 关键词 ： 故 障定位 ； Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 技术 ；电流传感器 中图分类号 ：Ｔ Ｍ ７ ５ ５； Ｔ Ｐ ２ １ ２ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ６— ４ ７ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ４ ３ ７— ０ ３
ＤＯ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６— ４ ７ ２ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ０ ６
基于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ技 术 的线 路 故 障定 位 系统
应笑冬 ， 段 晓雷 ， 陈
（ １ ． 宁波北仑供 电局 ， 浙江 宁波 ２ ． 上 海电力学院 ， 上海
侠
３ １ ５ ８ ０ ０ ；
２ ０ ０ ０ ９ ０ ）
摘
要： 设计 了一种基于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 通信技术 的线路故障定位系统． 该 系统首先利 用电流传感 器对 电路 中的 电流
进行采集 ， 并通过 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 技术将测量信 号传 人通信单元 ， 然后 通信单元 利用 ＧＰ Ｒ Ｓ系统将 测量信号输 入总控 单元 ， 总控单元通过对不 同位置 的电流信号变化进行检测 ， 以实 现对故障线路 的定位 ． 模拟 试验结 果表 明 ， 该
ＧＰＲＳ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｎａ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ａｔ ｄ ａ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｌ ｏ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｎｓ ｏ ｒ ｓ， ｈｅ ｔ ｆ ａ ｌｔ ｕ ｌ ｏ ｃ ａ ｉｏ ｔ ｎ ｉ ｓ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｕ ｎ ｉ ｔ ． Ｉ ｔ Ｃ ｎ ａ ｂ ｅ ｓ ｅ ｅ ｎ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｌｔ ｕ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｈｅ ｔ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｃ ｎ ａ ｌ ｏ ｃ ａ ｔ ｅ ｈｅ ｔ ｆ ａ ｌｔ ｕ

1ZigBee技术介绍ZigBee技术的出发点是希望能发展一种易布建的低成本无线网络,它填补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺,其成功的关键在于丰富而便捷的应用。

ZigBee协议是建立在IEEE802.15.4标准基础之上的。

IEEE802.15.4标准定义了ZigBee的物理层(PHY和媒访问控制层(MAC;ZigBee联盟则定义了ZigBee协议的网络层(NWK、应用层(APL和安全服务规范。

相比于其他的无线通信协议,ZigBee协议栈不但结构简单紧凑,而且在实现方面也很容易,因此就对芯片的成本大大地降低了。

一个ZigBee网络最多包括有255个ZigBee网络节点,其中一个是主设备,其余则是从设备。

若是通过Network Coordinator,则整体网络最多可达到65000个ZigBee网络节点;每个网络节点间的距离可以从保准的75m,经过扩展后便可达到几百米,甚至更远至几公里。

再加上各个Network Coordinator可互相连接,整体ZigBee 网路节点数目将十分可观。

表1对ZigBee、无线高保真(Wi-Fi、蓝牙技术(BlueTheeth、移动通信进行了比较。

表1几种无线通信的比较通过表1可以很清晰地了解到ZigBee无线网络的一些显著特点,对于在井下人员定位系统的设计中它可以说是最佳选择。

ZigBee以一个个独立的工作节点为依托,通过无线通信组成星状、串状或网状网络,因此每个节点的功能并非都相同。

为降低成本,系统中大部分的节点为子节点,从组网通信上来说,它只是其功能的一个子集,称为半功能设备(RFD;而另外一些节点负责与所控制的子节点通信、汇集数据和发布控制,或起到通信路由的作用,称之为全功能设备(FFD。

每个网络中都有唯一的一个协调器,它相当于有线局域网中的服务器,具有对本网络的管理能力。

网络中的全功能节点可作路由器、协调器以及煤矿机械Coal Mine Machinery Vol.30No.12 Dec.2009第30卷第12期2009年12月基于ZigBee技术的井下人员定位系统的设计于洋,张东伟,崔建军(西安科技大学机械工程学院,西安710054摘要:针对目前煤矿井下人员定位网络的功能单一、组网能力差和不能同时对多个移动目标实行定位的情况,基于ZigBee技术的井下人员定位系统因能很好地解决这一问题而得到广泛研究应用。

介绍zigbee的组成部分及zigbee技术与应用ZigBee是一种基于IEEE802.15.4的低功耗、低传输速率、架构简单的短距离无线通信技术，它在自动控制领域的应用正越来越引起业界的瞩目。

Zigbee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳ZigZag形舞蹈来告知同伴，达到交换信息的目的。

可以说是一种小的动物通过简捷的方式实现“无线”的沟通。

人们借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术，亦包含寓意。

Zigbee技术并不是完全独有、全新的标准。

它的物理层、MAC层和链路层采用了IEEE802.15.4（无线个人区域网）协议标准，但在此基础上进行了完善和扩展。

其网络层、应用会聚层和高层应用规范（API）由Zigbee联盟进行了制定。

需要无线通信交换信息的低成本装置;数据的交换量较小、传输的速率要求不高;功耗要求极低，采用电池供电且需要维持较长时间;需要多个（尤其是大量）设备组成无线通信网络，主要进行监测和控制的场合。

Zigbee传输距离为数十米，使用频段为免费的2.4GHz与900MHz频段，传输速率为20kbps 至250kbps。

BobHeile认为，相对于现有的各种无线通信技术，ZigBee技术的低功耗、低速率是最适合作为传感器网络的标准，这将成为未来Zigbee技术主要的发展方向。

此外，Zigbee成本低、结构简单、耗电量小等特点，使得利用Zigbee技术组成的网络具备省电、可靠、成本低、容量大、安全、自愈性强等诸多优势，基于Zigbee技术的网状网结构在组网和选择网络路径时更加灵活、自由。

基于Zigbee技术的传感器网络应用非常广泛，可以帮助人们更好地实现生活梦想。

智能家居：Zigbee技术应用在数字家庭中，可使人们随时了解家里的电子设备状态。

家里可能都有很多电器和电子设备，如电灯、电视机、冰箱、洗衣机、电脑、空调等等，可能还有烟雾感应、报警器和摄像头等设备，以前我们最多可能就做到点对点的控制，但如果使用了ZigBee技术，可以把这些电子电器设备都联系起来，组成一个网络，甚至可以通过网关连接到Internet，这样用户就可以方便的在任何地方监控自己家里的情况，并且省。

科技信息2008年第26期SCIENCE &TECHNO LO GY INFORMATION ●1.引言无线传感器网络以其广泛的应用前景成为国内外研究的热点,定位功能结合传感器网络成为一个重要的应用领域。

片上系统CC2431完整实现了IEEE802.15.4协议,并且内置了定位引擎,作为Zig bee 无线传感器网络平台与其他平台相比具有显著优势,适合应用在需要位置信息的场合。

2.无线传感器网络节点系统结构无线传感器网络节点主要由以下部分构成:片上系统CC2431,PCB 天线,传感器,电源系统。

系统框图如图1所示。

图1系统结构2.1芯片CC2431TI 公司推出的针对Z ig bee 技术的片上系统CC2431,内部集成了符合IEEE 802.15.4(Zig bee)无线网络协议的CC2420射频收发器,8051MCU 内核,128KBFlashROM 和8KBRAM 。

实现了4种工作模式的切换,切换时间短,能够满足低功耗系统的而要求。

由于内部集成了微处理器和射频收发器,减少了无线传感器网络节点的体积,降低了高频数据对数据传输的影响,同时内部集成了定位引擎,支持无线传感器网络节点的定位,定位速度快,精度高,不占用CPU 资源,定位范围为64m,地位偏差少于3m 。

该芯片还有以下优势:供电范围宽(2.0V~3.6V),具有电池监控性能,易于进行电源管理模块的设计;硬件支持避免载波冲突多路侦听技术;低电流功耗,在掉电模式时仅消耗0.9μA;低功耗模式至有效模式的快速转换时间短。

2.2PCB 天线CC2431可以连接多种天线,考虑到无线传感器网络的节点体积,传输距离,可以采用PCB 天线,其长度为5.8cm,差分天线每个臂长为2.9cm 。

2.3节点定位技术现在在无线传感器网络定位技术中,比较成熟的方案包括:基于距离的定位算法,与距离无关的定位算法,递增式的定位算法,并发式的定位算法,基于信标节点的定位算法,基于信号接收强度的定位算法。

３部 分组 成． 它是 目前应 用 最 为广 泛 的 定位 技 术．目 前单 Ｇ Ｐ Ｓ系统 提 供 的 定位 精 度 优 于 ２ ５ Ｉ Ｔ Ｉ ， 但 其 缺 点是定 位 信号 到达 地面 时较 弱 ， 不 能穿 透建 筑物 ， 而
理． 文 献Ｅ ２ ］ 提 出 了 ＧＰ Ｓ与蜂 窝 网相 结 合 的 无 缝 定 位， 但 是 由于蜂 窝 网的定 位精 度较低 ， 只能定 位 出物
（ 北 京 大 学 地 球 与 空 间科 学 学 院 ， 北 京 １ ０ ０ ８ ７ １ ）
摘 要： 针 对 ＧＰ Ｓ在 复 杂环 境 下 的 定位 功 能 受 到 限 制 的 问 题 ， 提 出 了利 用 ＧＰ Ｓ和 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 进 行 组 合 定 位 的 无 缝 定 位
方法 ， 并采 用扩 展 卡 尔曼 滤 波 器 来 解 决 ２个 不 同传 感 器之 间 的数 据 融 合 问题 ， 实现 了 ２种 定 位 方 式之 间在 复 杂 环 境下的无缝切换 ， 可 应 用在 某 些 ＧＰ Ｓ信 号 受 限 的 定 位 场 合 ． 实验表 明， 采 用 扩 展 卡 尔 曼 滤 波 对 融 合 后 的 ＧＰ Ｓ和 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ信 号轨 迹 进 行 处 理 后 ， 算 法过 程 稳 定 ， 能 有 效 地 提 高 系统 的定 位 精 度 、 覆 盖 度 和 实 时性 ． 关键词 ： ＧＰ Ｓ ；Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ ； 无缝定位 ； 扩 展 卡 尔 曼 滤 波
第３ ４ 卷 第１ 期
Ｖｏ１ ． ３ ４ Ｎｏ ．１
宁夏 大 学 学报 （ 自然 科 学版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）