成都無線龍通訊的C51RF-CC2431無線定位開發(fā)系統(tǒng)具有ZigBee網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)GPS功能，同時(shí)提供各種ZigBee(CC2430/CC2431)開發(fā)工具。

   定位引擎提供ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線裝置高定位精確度，且耗電低，還能減少額外通訊負(fù)擔(dān)，并能利用現(xiàn)有ZigBee基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)算無線裝置在網(wǎng)絡(luò)里的位置，再由中央資料點(diǎn)搜集信息以供追蹤使用，或由使用者啟動(dòng)此功能引導(dǎo)其在建筑物內(nèi)移動(dòng)。

    想像到一個(gè)商場(chǎng)的賣場(chǎng)，想購(gòu)買一樣稱心的商品，該從那里著手？其實(shí)很簡(jiǎn)單，如果商場(chǎng)上布置了定位系統(tǒng)，只要拿出行動(dòng)電話或PDA搜尋商品區(qū)，行動(dòng)裝置就會(huì)顯示賣場(chǎng)地圖，并且告訴消費(fèi)者往那個(gè)方向走，當(dāng)消費(fèi)者穿過賣場(chǎng)時(shí)，還會(huì)顯示可能感到興趣的商品。

    德州儀器(TI)ZigBee無線射頻元件CC2431所含的定位引擎(Location Engine)就像是室內(nèi)全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)的無線射頻基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)算物品或人員的位置。相較于GPS系統(tǒng)，把定位引擎和微控制器(MCU)全部整合至單晶片射頻收發(fā)器，不僅耗電量遠(yuǎn)少于GPS硬體，成本更不到其十分之一，且無論在室內(nèi)或室外，只要有ZigBee網(wǎng)絡(luò)的地方就能使用。常見應(yīng)用包括從屋內(nèi)不同房間移動(dòng)時(shí)，遙控開燈或關(guān)燈；裝運(yùn)碼頭的貨柜追蹤，以及從倉(cāng)庫(kù)追蹤特定貨物。定位引擎還能簡(jiǎn)化無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)定，能在新設(shè)備加入網(wǎng)路時(shí)找出其所在位置。

    多數(shù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)都需一套方法判斷網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置，所以使用者必須在安裝時(shí)決定應(yīng)該互相交換的資料，以及應(yīng)與中央資料搜集點(diǎn)互傳資料的節(jié)點(diǎn)。市場(chǎng)上許多解決方案透過軟體計(jì)算網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置，這類系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)讀取位置計(jì)算所需的參數(shù)，然后把信息送到中央資料搜集點(diǎn)，算出位置后再傳回給節(jié)點(diǎn)，這個(gè)過程的運(yùn)算量很龐大，須用到個(gè)人電腦或高效能微控制器。

    這種計(jì)算位置的方式僅對(duì)小型網(wǎng)絡(luò)和少數(shù)節(jié)點(diǎn)有用，因?yàn)閳?zhí)行計(jì)算所需的網(wǎng)絡(luò)流量會(huì)隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)目的指數(shù)增加。高流量負(fù)載和頻寬不足讓這套方法只能用于電池供電的網(wǎng)絡(luò)，可利用分布式定位計(jì)算解決這個(gè)問題，可先讓網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)找出多個(gè)已知位置且距離較近的參考節(jié)點(diǎn)，然后根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)傳來的信息計(jì)算本身的位置，因此，網(wǎng)絡(luò)流量將只出現(xiàn)在定位(移動(dòng))節(jié)點(diǎn)(Blind Node)連接范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。另外，由于網(wǎng)絡(luò)流量只會(huì)隨定位(移動(dòng))節(jié)點(diǎn)的數(shù)目等比例增加，所以同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)可有很多個(gè)定位(移動(dòng))節(jié)點(diǎn)。本文介紹的結(jié)果是以ZigBee網(wǎng)絡(luò)測(cè)量值為基礎(chǔ)，但也適用于較簡(jiǎn)單的IEEE 802.15.4網(wǎng)路。

剖析定位引擎技術(shù)

    定位引擎會(huì)根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)里，相鄰無線裝置傳來的接收信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)(RSSI)計(jì)算自己的位置。隨著環(huán)境不同，兩臺(tái)無線裝置之間的RSSI信號(hào)會(huì)有很大差異，舉例來說，若有人在兩臺(tái)無線裝置的中間走過，接收信號(hào)就可能減少30dBm，為彌補(bǔ)這么大的差異，定位引擎增加多臺(tái)無線裝置傳來的RSSI值進(jìn)行計(jì)算，以便得到精確的位置，這種做法的邏輯是利用多個(gè)節(jié)點(diǎn)求取平均值，即可將RSSI的變異量消除。

    在無線射頻網(wǎng)絡(luò)里，已知位置的定位引擎無線裝置稱為參考節(jié)點(diǎn)(Reference Nodes)，須要計(jì)算其位置的節(jié)點(diǎn)稱為定位(移動(dòng))節(jié)點(diǎn)。參考節(jié)點(diǎn)與定位(移動(dòng))節(jié)點(diǎn)之間須要傳送的信息就是參考節(jié)點(diǎn)的X和Y座標(biāo)以及RSSI值。定位引擎會(huì)根據(jù)參考節(jié)點(diǎn)傳來的訊息測(cè)量RSSI值，配合所收到的X和Y座標(biāo)計(jì)算其位置。

    有些定位引擎應(yīng)用須安裝多個(gè)參考節(jié)點(diǎn)，做為基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的一部分。 ZigBee技術(shù)提供家庭、辦公室和工業(yè)應(yīng)用無線遙控能力，可廣泛用于家庭和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用，且會(huì)有更多ZigBee裝置安裝到建筑物的基礎(chǔ)設(shè)施，使ZigBee技術(shù)更普及化。

    典型的辦公室環(huán)境可能會(huì)利用ZigBee應(yīng)用裝置控制每間辦公室和會(huì)客室的空調(diào)設(shè)備及含有溫度感測(cè)器的交流電源管線，每個(gè)房間還可能有ZigBee控制的電燈開關(guān)及設(shè)施，這些不同的設(shè)備很容易就能當(dāng)做定位引擎的參考節(jié)點(diǎn)使用，一般而言，ZigBee無線裝置只需很少程式，就能擔(dān)任ZigBee協(xié)定堆疊之上的參考節(jié)點(diǎn)。定位引擎能搜集3至16個(gè)參考節(jié)點(diǎn)的資料(實(shí)際參與計(jì)算的較多8個(gè)參考節(jié)點(diǎn)信息)，再利用這些資料計(jì)算位置，其若收到超過8個(gè)節(jié)點(diǎn)的資料，會(huì)根據(jù)這些參考節(jié)點(diǎn)的位置排序，然后使用前面8個(gè)節(jié)點(diǎn)的RSSI值。