无线室内环境定位技术研究成果

在无线通信领域，室内和室外的环境可以说是天壤之别。定位也一样，在室外露天环境，只需要用GPS就可以得到很高的定位精度，基站定位的精度也不错。但是在室内环境中，GPS由于受到屏蔽，很难运用，而基站定位的信号受到多径效应（波的反射和叠加原理）的影响，定位效果也会大打折扣。

如今大多数室内定位系统都是基于信号强度（Radio Signal Strength，RSS），其优点在于不需要专门的定位设备，可以就地取材，利用已有的铺设好的网络如蓝牙网络、Wi-Fi网络、ZigBee传感网络等来进行定位，非常经济实惠。目前室内环境进行短波定位的方法主要有红外线定位、超声波定位、蓝牙定位、射频识别定位（RFID），超宽带定位（UWB）、ZigBee定位等。下面仅就ZigBee定位做详细叙述。

ZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee在中国被译为“紫蜂”，它与蓝牙相类似，是一种新兴的短距离无线通信技术。

1.ZigBee定位原理

ZigBee定位是通过在待定位区域布设大量的廉价参考节点，这些参考节点间通过无线通信的方式形成了一个大型的自组织网络系统，当需要对待定位区的节点进行定位时，在通信距离内的参考节点能快速地采集到这些节点信息，利用路由广播的方式把信息传递给其他参考节点，最终形成了一个信息传递链，并经过信息的多级跳跃回传给终端电脑加以处理，从而实现对一定区域的长时间监控和定位。

2.ZigBee定位算法(www.xing528.com)

（1）典型的数据密集型计算方法

节点首先读取计算节点位置的参数，然后将相关信息传送到中央数据采集库，对节点位置进行计算；最后，将节点位置的相关参数传回至该节点。这种计算节点位置的方法只适用于小型的网络和有限的节点数量，因为进行相关计算所需的流量将随着节点数量的增加而呈指数级速度增加。高流量负载加上带宽的不足限制了这种方法在电池供电网络中的应用。

（2）分布式定位计算方法

根据从距离最近的参考节点（其位置是已知的）接收到的信息，对节点进行本地计算，确定相关节点的位置。因此，网络流量的多少将由待测节点范围中节点的数量决定。另外，因为网络流量会随着待测节点数量的增加而成比例递增。所以，分布式定位计算方法还允许同一网络中存在大量的待测节点。