3-D的室内定位跟踪与可视化系统基于无线传感器网络.pdfVIP

3-D 3-D 33--DD的室内定位跟踪和可视化 系统基于无线传感器网络 摘要 摘要 摘摘要要：本文介绍了一个 3-D 位置跟踪在室内使用无线传感器节点的可视化系统环境。该系 统的基础上修改电台的位置指纹识别算法，它使用价格低廉，可编程在 ZigBee 无线无线嵌 入式平台网络协议。本研究的主要重点是估计在 3-D 无线移动节点的位置的能力室内空间， 无需任何昂贵的基础设施。无线节点已被部署在一个实验性的测试床，定位跟踪和运动估计。 K 近邻在一个位置估计算法已实施设置在 3-D 空间的无线电定位采集指纹。 3-D 已经生成 的可视化界面，以在 VRML 显示实时传感器中的 3-D 位置和数据世界。初步实验结果表明， 。 。 该计划可以实现准确和稳定的位置跟踪室内环境。。 关键词 关键词： 关关键键词词 无线传感器网络，ZigBee 的 3-D 定位，指纹，可视化。 1.导言 1.导言 11..导导言言 MEMS 的快速增长，使发展无线传感器网络（WSN）技术，该技术被绘制了大量的 关注，作为一个可能的方法来实现一个宽各种应用。无线传感器网络正在成为一个关键技术， 因为它小，价格低廉，重新编程，简单的网络和潜在的长效无线传感器节点，能够检测和报 告世界上的各种物理特性监测和控制应用，如跟踪人，在室内的资产和设备，救灾应用，环 境监测;建造的自动化;远程/预防性维护;医药保健等等。 在大多数这些应用中，传感器节点的位置往往需要被检测的主要数据。无线传感器网络 默认情况下，不能提供任何信息，其中有一个事件发生。这样做，通常情况下，报告无线节 点位置有被称为。换句话说，跟踪对象制造工厂内，或用于监测一个条件病人在医院的建设， 自动检测传感器的位置，也称为节点定位，是核心技术。 无线节点定位可以定义为确定一个传感器节点在网络中的位置起源。该技术通常包括 传感器的位置与最初估计的算法未知的位置信息使用的知识几个传感器和传感器间的绝对 位置测量，如距离和方位测量。 在 WSN 节点定位是一个重要的，关键有利的技术，吸引了相当多的研究兴趣。随着网 络的传感器，以及资源约束其故障率较高，存在许多挑战，在自动确定传感器的位置。各种 应用如要求，可扩展性，能源效率，成本，精度，响应和隐私，影响的研究和传感器定位系 统的发展。此外，WSN 节点的少量代码可用空间使数据服务的逻辑和执行情况一个单一的 节点问题，这对定位算法迫使研究人员减少的复杂性定位技术。 虽然很多研究都集中在发展中国家定位算法和位置感知系统，位置计算问题大多是制定 和解决了在二维平面。已支付较少注意实时的根本和具有挑战性的问题在三维坐标空间定 位，特别是在移动的物体，室内环境。只有少数研究者提供分析这些解决方案的 3-D 方面 的好处。 几年努力，一个已经解决的3-D定位通常这样做室内使用这种昂贵的技术超宽带（UWB） 技术和无线局域网和WiFi技术。一些商业系统存在基于这些技术的3-D对象的定位和人们在 室内空间。例如，Time Domain andUbisense公司提供的3-D定位跟踪系统的基础上UWB技 术用于监控零件和工厂的人。实时定位系统（RTLS）的基础上，在许多领域的各种技术已 成为非常受欢迎。他们在定位对象的唯一目的是有效的室内环境，和昂贵的3-D定位方法在 硬件和部署。AeroScout和Ekahau公司主要解决方案供应商，资产使用WiFi定位启用RFID 标签。 在本文中，我们的目标不是在讨论所有的商业技术的 3-D 定位，而是提出增加位置的 数据联网能力跟踪，这是简单的和相对的成本效益比商业解决方案。在我们的研究中，我们 专注于 ZigBee 的基于无线网络的嵌入式无线平台，也被称为 Motes。ZigBee 是一种无线 网络使用最近的 IEEE 802.15.4 技术构建通信标准，其成本低，在低数据速率低功耗 （250Kbps）。一 ZigBee 传感器可以是功能简单的多年电池供电。这是由于实施了 ZigBee 协议中的传感器大多是在深度睡眠或闲置模式