Zigbee定位方法及其定位参考点选取方法与流程

文档序号:12379673阅读:1324来源:国知局

本发明涉及一种Zigbee定位方法,尤其涉及Zigbee定位中的定位参考点选取方法。



背景技术:

ZigBee无线通信技术是一种低速率、低功耗、低成本的双向无线通信网络技术,可广泛应用于各个行业监控、安全系统、传感器传输网络、智能家居控制等领域。它工作在868MHz、915MHz和2.4GHz三个频段上,共有27个信道,通讯距离从标准的75米到几百米、甚至上千米。其中,工作于2.4GH频段时能偶提供250kbps的数据传输速率,适用于高吞吐量、低延时或低作业周期的场合;工作于868/915MHz频段时能提供20kbps、40kbps的数据传输率,适用于低速率、高灵敏度和大覆盖面积的场合。

ZigBee协议栈基于标准的七层开放式系统互联(OSI)模型,但仅对那些涉及ZigBee的层给予定义。IEEE802.15.4-203标准定义了物理层(PHY)和介质接入控制子层(MAC);ZigBee联盟提供了网络层(NWK)和应用层(APL)框架的设计。其中应用层的框架包括应用支持子层(APS)、Zigbee设备对象(ZDO)和由制造商制定的应用对象。ZigBee协议栈的每一层为其上层提供一组特定的服务:一个数据实体提供数据传输服务,一个管理实体提供其他全部服务。每个服务实体通过一个服务接入点(SAP)为其上层提供服务结构,并且每SAP提供了一系列的基本指令来完成相应的功能。

基于Zigbee协议栈的定位网络由三种设备节点组成:中心节点、参考节点和终端标签。中心节点是网络的发起者和组织者;参考节点负责网络内信息帧的路由并提供定位点的参考坐标;终端标签则是需要定位的移动个体。标签的信号广播后被参考节点接收并根据信号强度转换为距离信息。该距离信息随后附加参考节点的ID信息都反馈到标签。周期时间内,标签对比接 收到的各个参考节点的距离信息,进行排序后将距离最近的参考节点信息发到中心节点。中心节点汇总所有标签的信息并传递到后台web服务器上,根据参考节点的坐标和到标签的距离在2D位置图中标记出位置。

在应用以上方案进行室内或室外定位时,周期时间内参考节点反馈的距离信息由于无线传输的不稳定性,有可能会造成定位标签的排序结果在相邻周期内反复变化,直观地表现为在平面位置图上的定位信息显示坐标反复跳变,这严重影响到了定位准确性和用户的使用效果。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中针对现有的Zigbee定位技术在定位时可能由于无线传输的不稳定性等因素的影响,导致定位结果不准确的缺陷,提供Zigbee定位方法及其定位参考点选取方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:

一种Zigbee定位的定位参考点选取方法,其特点在于,包括以下步骤:

步骤一、建立一数据集,用于保存收到的定位参考点的信息,该数据集中每一定位参考点的信息唯一存在,每一定位参考点的信息包括一生命周期值;

步骤二、每隔一预设时间间隔进行一次数据集的更新和定位参考点的录入,其中数据集的更新为,将该数据集中存有的所有定位参考点的生命周期值减一,然后从该数据集中剔除生命周期值为零的定位参考点的信息,定位参考点的录入为,录入收到的定位参考点的信息并赋予录入的定位参考点一预设数值作为生命周期值;

步骤三、当需要进行定位时,提取该数据集中存有的定位参考点。

较佳地,该步骤二中的定位参考点的录入,在该数据集中存有的定位参考点与收到的定位参考点相同时,将该数据集中的该相同的定位参考点的生命周期值重置为该预设数值。

较佳地,该数据集中保存的每一定位参考点的信息由一定位终端发出。

本发明还提供了另一种Zigbee定位的定位参考点选取方法,其特点在于,包括以下步骤:

步骤一、建立一数据集,用于保存收到的定位参考点的信息,该数据集中每一定位参考点的信息唯一存在,每一定位参考点的信息包括一生命周期值;

步骤二、在收到定位参考点的信息时进行数据集的更新和定位参考点的录入,其中数据集的更新为,将该数据集中存有的所有定位参考点的生命周期值减一,然后从该数据集中剔除生命周期值为零的定位参考点的信息,定位参考点的录入为,录入收到的定位参考点的信息并赋予录入的定位参考点一预设数值作为生命周期值;

步骤三、当需要进行定位时,提取该数据集中存有的定位参考点。

较佳地,该步骤二中的定位参考点的录入,在该数据集中存有的定位参考点与收到的定位参考点相同时,将该数据集中的该相同的定位参考点的生命周期值重置为该预设数值。

较佳地,该数据集中保存的每一定位参考点的信息由一定位终端发出。

本发明还提供了一种Zigbee定位方法,其特点在于,采用如上所述的定位参考点选取方法选取定位参考点,将选取的定位参考点作为定位计算所需的参考节点。

在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于:本发明的Zigbee定位方法及其定位参考点选取方法能够排除无线传输的不稳定性等干扰因素的影像,通过选取适当的定位参考点,从而使得定位结果更准确。

附图说明

图1为本发明实施例1的Zigbee定位方法中的定位参考点选取方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

本实施例的Zigbee定位方法,采用以下定位参考点选取方法选取定位参考点,将选取的定位参考点作为定位计算所需的参考节点。

其中,如图1所示,该定位参考点选取方法包括以下步骤:

步骤一、建立一数据集,用于保存收到的定位参考点的信息,该数据集中每一定位参考点的信息唯一存在,每一定位参考点的信息包括一生命周期值,每一定位参考点的信息由一定位终端发出;

步骤二、每隔一预设时间间隔进行一次数据集的更新和定位参考点的录入,其中数据集的更新为,将该数据集中存有的所有定位参考点的生命周期值减一,然后从该数据集中剔除生命周期值为零的定位参考点的信息,定位参考点的录入为,录入收到的定位参考点的信息并赋予录入的定位参考点一预设数值作为生命周期值;

步骤三、当需要进行定位时,提取该数据集中存有的定位参考点。

其中,该步骤二中的定位参考点的录入,在该数据集中存有的定位参考点与收到的定位参考点相同时,将该数据集中的该相同的定位参考点的生命周期值重置为该预设数值。

以下,举一应用实例对本实施例的Zigbee定位方法的实施过程进行说明。

首先,在实施现有的Zigbee定位方法时的流程大致如下:

1.定位标签在一个循环周期(t)内发送广播信息(主要包括自身的信息)。

2.各个参考节点接收到广播信息后根据无线信号强度换算出距离,再加上参考节点自身的信息反馈回定位标签。

3.标签在发出广播后的一定时间段内接收反馈数据,然后根据距离数据 进行排序,并发送给中心节点,中心节点转发到后台服务器,统一显示在屏幕上进行定位。

由于在每个处理周期内,各个参考节点反馈数据到定位标签的时间不固定,就造成定位标签每个周期内收到的定位数据波动大。

本实施例的Zigbee定位方法中,该步骤二中的“每隔一预设时间间隔”大体上可以理解为定位过程中的周期性,即将这一过程划分为多个周期。下面的应用实例基于4个定位参考点A、B、C、D的四个周期的定位的实施过程进行举例说明。

1.第一个周期内定位参考点B的反馈数据超时,其他定位参考点的反馈数据都会正常处理,故除了定位参考点B外,其他各参考点的距离数据都会参与排序,然后根据排序结果在后台位置图上显示定位标签的位置。定位参考点A、C、D的生命周期值被赋予为预设值vLife=3,B的则为0。

2.第二个周期内,先将各个定位参考点数据生命周期值都减1(即为vLife-1),对于原始值为0的则不处理。这个周期内,定位参考点A未有反馈数据,但其生命周期值(vLife-1)仍大于0,故还是参与排序流程。定位参考点B有正常的反馈数据,故将其数据参与到排序中,B的生命周期值为vLife。定位参考点C、D都正常反馈,其生命周期值都重置为预设值vLife。

3.第三个周期内,先将各个定位参考点数据生命周期值都减1。定位参考点A仍无反馈数据,但由于其生命周期值(vLife-2)大于0,故还是将其数据加入到排序流程中。定位参考点C反馈数据超时,验证其生命周期值(vLife-1)大于0,故其数据参与排序流程。定位参考点B、D正常反馈,其生命周期值都重置为预设值vLife。

4.第四个周期内,先将各个定位参考点数据生命周期值都减1。若定位参考点A有正常的反馈数据,则重置其生命周期值为vLife并参与排序流程,若无正常反馈,则由于(vLife-3)不大于0,不参与排序,直到在之后的周期中定位参考点A重新能够正常反馈。其他各个定位参考点反馈数据都正常,其生命周期值均重置为vLife并进行排序。

从上述流程中可以看出,虽然定位过程中各个定位参考点会出现反馈数据异常的情况,但经选取后进行定位时定位标签的位置仍然会是稳定的,不会随着反馈数据的不稳定波动而产生跳变。

实施例2

相比于实施例1,本实施例的Zigbee定位方法的区别仅在于,在该步骤二中,在收到定位参考点的信息时进行数据集的更新和定位参考点的录入,而非以周期性的方式每隔一预设时间间隔进行一次数据集的更新和定位参考点的录入。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这些仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

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