基于DSP的无线传感器网络定位设计

、视频等多媒体能力以及高速STAT硬盘和SD接口的外部存储器接口等，由于这些不是本论文关注的焦点，在此不赘述。

二.节点通信消息设计

在传感器网络中，采用ZigBee通信协议时，节点被分为Coordinator、Router以及End Device三种。Coordinator负责系统的初始化工作，选择网络的信道等参数建立网络，供其他节点加入；Router负责节点之间命令消息的路由转发实现；End Device负责任务是消息的发送和接收，只能和父节点进行数据通信，不具有路由转发的功能。在本系统中，Sink节点主要负责监控网络的建立、上位机命令的分析处理和操作、数据的收集等任务，是整个网络的数据存储和处理中心，在上位机和监控网络之间起到桥梁的作用，是系统应用中的Coordinator。监控网络区域内的待定位节点要具备消息转发与路由其他节点的能力，需要可以给所有节点发送消息，也可以接收到所有节点的消息，是系统应用中的Router。每个节点由无线数据传输模块和主控DSP模块组成，同一节点的两个模块之间通过UART总线进行通信。节点之间通过无线RF射频方式进行通信。Sink节点与上位机使用UART总线进行通信，未知节点的通信方式中并不包含该通信方式。节点的通信方式如图3所示。

1.Sink节点任务设计

Sink节点（Coordinator）的任务主要包括节点的初始化、建立网络以及应用层任务命令。这里将Sink节点的无线模块和DSP模块看作一个整体，Sink节点程序流程图如图4所示。应用层任务命令包括检测和分析上位机下发的命令以及根据上位机命令做出相应的处理操作。应用层命令主要是Sink节点分别和上位机、定位网络之间的交互。

三.定位系统实验及结果分析

节点的测距性能主要通过节点的测距精度直观反映，而节点的测距性能又直接影响系统的定位性能。本文对已经研究设计的定位节点进行一系列的测距定位实验。首先进行节点的测距性能实验，然后进行节点的定位性能实验。本实验的实测环境是实验室外走廊，实验场景如图5所示，实验环境温度为14～18℃，使用一个Sink节点和两个未知节点进行实验。通过多次测量，取测量结果的平均值作为最终结果的方式来减小测距误差。实验过程中，Sink节点可以自由移动，以无线方式控制两个未知节点进行测距。Sink节点通过串口线与PC端连接，使用上位机软件进行命令的发送和距离测量数据的收集显示。将一个未知节点设置为超声信号接收节点，放置在一个固定的位置；另一个设置为超声信号源节点，等间距移动测量。超声信号源节点从距离接收节点1m处开始测量，每隔1m进行一组测量，每个测量点测50次，取这50次测距结果的平均值作为该测量点的测距结果。

四.结束语

本文设计了节点的通信方式及消息，在统一的消息格式内，根据所要执行的任务的不同，具体设计各种应用消息；其次，根据系统需求和节点类型的不同，设计并说明了不同节点的程序流程；同时设计了良好的人机交互定位界面；最后，对网络节点的测距性能和定位性能进行实验分析，验证了系统基本满足对测距范围和测距精度要求和节点定位的技术要求。