基于ZigBee的无线管理系统设计

2.3 无线定位

无线定位是本系统的一个独特点，它支持迷路用户进行报警和寻找特定用户位置。其原理根据各节点之间接收信号强度检测RSSI（Received Signal Strength Indicator）实现。这里，该协议栈已将其最大值量化为150。如图3，设盲节点是需要确认位置的用户，参考节点1，2，…，n为已知位置信息的节点。由于已知节点之间的RSSI值已知，通过计算盲节点到参考节点的RSSI值，建立联合方程，就可以推导出盲节点的大致位置。这样，当盲节点需要确认位置(例如用户迷路)时，可以发一个特殊命令，并迅速反馈给主控系统，主控系统确认出它的大致位置，就可以及时搜求。主控系统也可以通过提供的用户地址信息，主动寻找失散人员。最近chipcom专门推出一款定位芯片CCS2431，它将射频芯片和8051内核集成，精度为3米左右。该定位方案不仅仅是对主控系统有用，对用户系统也有用。用户系统由于实时接收到不同位置的广播信号，在靠近最近景点时，它通过计算收到的最大RSSI信号进行判决。如果达到预设门限值，就可以启动景点播放模式。



3 用户系统设计原理

用户系统原理如图4所示，它主要由用户系统控制单元及其附属单元组成。用户系统控制单元选用由ATmega128L＋CCS2420组成的ZigBee套件和ATMEl的MP3管理芯片构成；看门狗ASM706防止用户系统死机，电源及监控单元保证系统处于安全供电模式，从而防止因系统电压较低而造成的无法正常工作的现象。信息存储器选用128MB的三星闪存K9F1G08U0A，它负责提供景点信息和其他服务信息。当用户在大的地方发现迷失方向时，只需一按搜索键，系统就进入报警模式。服务菜单键还可为用户提供其他服务信息，如附近便利店、搜求电话等信息。当用户进入景点时，该系统自动进行播放，在接收到其他外部信息或进行手动操作时才退出操作。



软件流程如图5所示。系统初始化后进入信息接收模式，并对接收到的信息进行判决。如果是广播信息，则进入广播模式，其流程图见图6；如果接收到的信息是定位信息，就进入报警模式，它会提示已找到用户位置，以免用户走出有效范围，失去跟踪对象。如果以上情况都不是，就根据系统要求转入其他服务程序。



广播模式需要根据RSSI算法进行评估，从链路质量信息判断是否达到播放条件。如果是，就通过MP3芯片启动语音播放程序；如果接收到中断消息就退出语音播放程序，根据中断消息进行处理，返回时默认到接收外部信息模式。

本系统通过对旅游景点游客无线管理，系统运营和突发事故处理进行分析，提出一套基于ZigBee技术的无线管理机制。该系统可以根据各种景点不同场合需求采用相应措施，有效缓解导游不足问题。它还具有专有的失踪人员跟踪定位及报警模式，弥补现有景点无线导游系统的不足。由于采用ZigBee技术，系统成本较低，无协议专利费支出，同时功耗较低，在休眠模式下寿命可长达数年。该算法也适合于其他应用，例如无线抄表、设备监控、酒店管理等。