辛华

摘 要：本文从无线传感器网络定位技术的研究现状开始谈起，就基于ZigBee的无线传感器网络定位技术进行了详细研究，文章旨在完善我国无线传感器网络定位水平，为我国各行业的发展奠定基础。

关键词：Zigbee;无线传感器;定位技术

在当前社会的发展中，无线传感器网络定位技术逐渐受到越来越多领域的关注。Zigbee无线传感器是将无线通信和传感器有效结合在一起的新型技术，其可以提升数据信息搜集和处理的准确性，加强节点位置定位的准确性，不仅为我国无线定位技术的发展开拓了广阔的空间，也为各领域的革新提供了助力。

1 无线传感器网络定位技术的研究现状

与国外一些发达国家相比，我国无限传感器网络定位技术的起步较晚，不过在该技术引入到我国后，就得到了各行各业的关注和认可，均开始进行了该技术的研发工作，同时随着科学技术的进步，无线传感器网络定位技术中存在的问题也得到了有效改善，推动了我国各领域的发展。

2 Zigbee定位系统的原理

2.1 无线定位的基本原理

无线定位技术主要是由三部分组成的，即网关、参考节点和盲节点。其中对盲节点的定位就是俗称的无线传感器网络定位。无线定位技术主要是依靠参考节点和盲节点这两部分，参考节点的设置位置是固定的，属于一个静态节点，起到信号传输的作用。其是将自身的位置信号通过数据包的形式传输到其他节点上;而盲节点主要是进行信号数据的接受，通过信号接收来掌握参考节点的具体位置，以及参考节点所对应的RSSI值，之后盲节点会将这些得到的数据上传到定位引擎中，利用定位引擎进行位置确定。

2.2 RSSI定位方法

RSSI定位方法是将数据传输中所产生的消耗值转化为距离值，再利用相应的计算方式，将最终的定位位置计算出来。其工作原理为：首先掌握参考节点信号传输强度和盲节点的信号接收强度，利用这两个数据进行数据传输过程中消耗值的计算;之后再通过相关知识的具体应用，将计算得出的消耗值逐渐转化成距离值，然后再利用三边测量法将盲节点的位置计算出来。不过在这个计算过程中，需要对参考节点的数量进行增加，保证计算的准确性。将信号强度转化成距离值，使用的计算公式为：。在该公式中，gr和g1分别代表了接收天线的增益和发射天线的增益，p1代表发射功率，d代表信号传播的距离，λ则是指信号在传播过程中产生的波长。

之后通过上述公式计算得出的数值，在下面公式中，就可以完成对参考节点和移动节点之间的计算了。该公式为：。

2.3 ZigBee定位系统硬件

ZigBee的无限传感系统的设计是从蜂窝得到的启发，该系统是呈网状结构分布的。这样的设计既可以让每个模块在通信范围内，自动寻找链接位置;也可以在模块发生变动时，重新找寻连接对象，以确保通信正常。同时该设计还可以有效提升各模块之间的沟通效率，强化数据处理效果。基于此，在定位系统硬件设计时，可以通过辅助模块设计和无线通信模块设计这两项来实现系统节点硬件电路的构建。此外，无线通信模块作为定位系统中的核心内容，需要加强对其的研究，完善ZigBee定位系统的功能。

3 Zigbee的设备节点类型

3.1 协调器

在Zigbee无限传感器网络定位系统中，协调器的作用主要体现在两方面：一是开展家居ZigBee网络系统的构建工作;二是对想要加入ZigBee网络系统中的节点进行审核和控制。在网络组件完成后，会有其他节点想要加入到该网络系统中来，这时协调器就将发挥其自身功效，对想要加入的节点进行审核，确定其是否适合加入到该网络中来。在ZigBee定位系统中，协调器是与ARM网关结合在一起的，且两者之间是相辅相成、互相合作的关系。Zigbee网络中的所有数据均要通过协调器传入到ARM网关中，再由ARM网关对这些数据实行处理，再由协调器将处理的结果反馈给整个网络系统，从而实现对家电节点的有效控制。

3.2 路由器

路由器类型的节点通常是被应用在星形拓扑结构中，该结构也是Zigbee无线传感器网络定位系统中最常见的一种。其具有的优势在于其，节点类型占比較高，具有较重要的位置，且该节点在应用中不允许休眠。该类型节点的作用主要有：其一，信息传达该节点可以实现同一网络中不同节点之间的信息传递，这样不仅实现了通信目的，还为协调器和终端节点之间的信息传递提供了媒介。其二，促进其他子节点与路由器节点所在网络之间的连接。

3.3 终端节点

终端节点通常都处在网络边缘，主要是进行信息的传送和收发，不过其不能完成信息的转发，也不能实现其他节点的加入。终端节点通常都是由电池设备进行电量供应的，所以一般在数据接收和发送时，其是处在休眠状态下的，不实行任何作业处理，这样不仅降低了能源消耗，也加快了硬件工作效率。

3.4 zigbee网络硬件平台

在对zigbee的网络硬件进行设计时，应将不同节点的区别设计作为工作重点，按照节点的性能以及工作要求，合理设计其形式，且为降低能源消耗，满足供电要求，可以使用电源供电、电池供电等模式。另外，还要结合节点所处位置选择休眠模式或者全速工作模式。

3.5 Zigbee无线网络具体实现

以Z-Stack2007为例来说，该定位系统主要是针对家用电器进行无线网络控制的，在该系统中，ZigBee协调器主要负责对系统中传输的所有数据实行搜集和整理，之后将其传输到ARM网关中，通过ARM网关实现对熟路的处理，然后再将处理好的数据逐渐传输到相应的家用电器节点上，节点在收到命令后，即会做出相应反应，实现家用电器的无线网络控制。相信该技术将在未来发展中不断的优化，与更多的无线网络技术结合在一起，能够更好的解决我国无线技术发展难题。

4 结束语

总之，上文主要对zigbee的无线传感网络定位技术的发展进行了阐述，并详细说明了zigbee无线网络系统的构成及硬件设施，对其未来的发展作了简单说明，希望可以为该技术后续的研究奠定基础，给我国网络技术领域提供助力。

参考文献：

[1]陈鹏飞，姜可宇等.基于ZigBee的无线传感器网络定位技术研究[J].通讯世界，2017（24）.