一种便携式计算机的ZigBee无线定位方法与流程

本发明涉及计算机定位技术领域，尤具体地说是一种实用性强、便携式计算机的ZigBee无线定位方法。

背景技术：

随着无线通信和网络技术的蓬勃发展，无线定位服务以其成本低、精度高，从而得到广泛应用。目前能够实现手持设备无线定位的技术包括GPS、UWB、红外线等，其中，GPS在室内、障碍物繁多等复杂环境条件下，定位效果欠佳；UWB造价高、功耗高、超宽带载波的多径效应而影响其应用；红外线易受灯光等外界因素的干扰。

Zigbee是一种无线通信短距离传输标准，具有通信距离短、自组网、结构简单、低成本、低功耗、低数据传输速率的特点，将其应用在便携式计算机定位方面具有重要的意义。

基于该Zigbee技术，本发明提出一种便携式计算机的ZigBee无线定位方法，在本方法中，通过Zigbee无线定位系统通过组建Zigbee网络，便携式计算机利用参考、协调节点的位置信息以及其与便携式计算机(定为节点)的通信信息，采用相关算法进行计算分析，从而对定位节点的位置信息进行定位；另一方面，通过与Zigbee网络中其它便携式计算机通信，可确定网络中便携式计算机定位节点之间的距离信息。

技术实现要素：

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、便携式计算机的ZigBee无线定位方法。

一种便携式计算机的ZigBee无线定位方法，包括便携式计算机和至少三个参考、协调节点组成Zigbee无线定位系统，通过参考、协调节点与便携式计算机互相之间的通信，实现了便携式计算机的Zigbee无线定位，具体为：对便携式计算机进行移动，并向参考、协调节点发送信息；参考、协调节点将收发的数据信息向便携式计算机进行传送，便携式计算机根据参考、协调节点的位置信息以及接收的数据信息计算其位置信息。

所述参考、协调节点包括硬件环境和软件环境两部分，其中，

硬件环境包括主控芯片，该主控芯片连接电源转换电路、串口电路、天线电路，其中电源转换电路为整个Zigbee无线定位系统供电；串口电路提供Zigbee无线定位系统需要的I/O接口；天线电路用于提供连接天线；

软件环境包括一个集成开发与运行环境，并通过主控芯片的Zigbee协议栈的开源码实现系统的启动、驱动初始化、操作系统的初始化以及任务的轮询；用户对信道选择、路由设置、网络设置以及开发可能用到的驱动进行配置。

在进行定位前，需要进行Zigbee无线定位网络的搭建步骤：首先写入有效的地址，将无线定位系统中的参考、协调节点与便携式计算机进行连接，并通过串口将通信信息传输到便携式计算机的测试软件；如果软件中显示出所检测到的主控芯片，说明可以进行组成Zigbee无线定位网络；

采用串口调试工具来检测系统收发数据以及串口传到便携式计算机中的数据是否正确，如果系统的各项功能正常，则使用串口调试助手向系统中写入命令；系统根据自身的功能将数据进行回显；便携式计算机对回显数据进行分析，判断系统是否搭建成功。

所述主控芯片通过JTAG接口连接电源转换电路，该电源转换电路采用5V直流电源为系统供电，通过电压转换芯片为主控芯片供电。

所述天线电路采用无线RF模块，该无线RF模块采用SMA外接天线，使用2.4GHz高频频段。

所述串口电路的I/O接口模块包括电平转换芯片，该电平转换芯片连接使用9针D型接口，即RS-232接口。

便携式计算机根据参考、协调节点的位置信息以及接收的数据信息计算其位置信息通过定位算法实现，该定位算法是基于接收信号强度与距离之间的关系RSSI进行计算实现的。

本发明的一种便携式计算机的ZigBee无线定位方法，具有以下优点：

本发明的一种便携式计算机的ZigBee无线定位方法，本专利采用主控芯片以及A/D控制传感器模块、控制无线RF模块、I/O接口模块实现Zigbee无线定位，其中，A/D控制模块用于数据的采集；无线RF模块完成数据的收发，I/O控制模块实现网络节点与便携式计算机通信，具有通信距离短、自组网、结构简单、低成本、低功耗、低数据传输速率的优势，实用性强，易于推广。

附图说明

附图1为本发明Zigbee无线定位示意图。

附图2为本发明无线定位的硬件环境图。

附图3为本发明无线定位的定位算法图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如附图1、图2、图3所示，本发明提供一种便携式计算机的ZigBee无线定位方法，包括便携式计算机和至少三个参考、协调节点组成Zigbee无线定位系统，通过参考、协调节点与便携式计算机互相之间的通信，实现了便携式计算机的Zigbee无线定位，具体为：对便携式计算机进行移动，并向参考、协调节点发送信息；参考、协调节点将收发的数据信息向便携式计算机进行传送，便携式计算机根据参考、协调节点的位置信息以及接收的数据信息计算其位置信息。

所述参考、协调节点包括硬件环境和软件环境两部分，其中，

硬件环境包括主控芯片，该主控芯片连接电源转换电路、串口电路、天线电路，其中电源转换电路为整个Zigbee无线定位系统供电；串口电路提供Zigbee无线定位系统需要的I/O接口；天线电路用于提供连接天线；

软件环境包括一个集成开发与运行环境，并通过主控芯片的Zigbee协议栈的开源码实现系统的启动、驱动初始化、操作系统的初始化以及任务的轮询；用户对信道选择、路由设置、网络设置以及开发可能用到的驱动进行配置。

所述主控芯片通过JTAG接口连接电源转换电路，该电源转换电路采用5V直流电源为系统供电，通过电压转换芯片为主控芯片供电。

所述天线电路采用无线RF模块，该无线RF模块采用SMA外接天线，使用2.4GHz高频频段。

所述串口电路的I/O接口模块包括电平转换芯片，该电平转换芯片连接使用9针D型接口，即RS-232接口。

便携式计算机根据参考、协调节点的位置信息以及接收的数据信息计算其位置信息通过定位算法实现，该定位算法是基于接收信号强度与距离之间的关系RSSI进行计算实现的。

基于上述结构，本发明的具体定位过程为：

首次使用时，需要写入有效的地址，烧写地址应用的软件为SmartRF Flash Programmer。将无线定位系统中的参考、协调点与便携式计算机(定位节点)进行连接，并通过串口将通信信息传输到便携式计算机的测试软件。如果软件中显示出所检测到的CC2431芯片，说明可以进行组成Zigbee无线定位网络；

为了检测系统收发数据以及串口传到便携式计算机中的数据是否正确，采用串口调试工具，如果系统的各项功能正常，则可以使用串口调试助手向系统中写入命令。系统会根据自身的功能将数据进行回显。便携式计算机对回显数据进行分析，判断系统是否搭建成功；

搭建的系统中每个节点都有一个独立的网络地址，对每个节点的坐标进行初始化设置；

对便携式计算机(定位节点)进行移动，并向参考、协调节点发送信息。参考、协调节点将收发的数据信息向便携式计算机进行传送，便携式计算机根据参考、协调节点的位置信息以及接收的数据信息计算其位置信息。

在实际应用过程中，硬件环境中选择CC2431作为Zigbee无线定位系统的主控芯片，采用电压转换芯片AMS1117-3.3为芯片供电；I/O接口模块采用MAX3232芯片；软件环境选择的开发和运行环境为IAR Embedded Workbench。

本实际应用利用CC2431实现了ZigBee无线定位系统，并将其应用于便携式计算机。通过协调、参考点的位置信息以及其与便携式计算机(定点)的通信信息，经过便携式计算机进行计算，可以实现对计算机(定位点)的定位，实用性强。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的一种便携式计算机的ZigBee无线定位方法的权利要求书的且任何所述技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。