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网络布建普及带来应用多元化 ZigBee 开创定位新应用
深圳无线龙科技提供的 Zigbee 定位开发系统,带来多元化的定位新应用。
透过内置定位引擎的 ZigBee 芯片,具备 ZigBee 收发功能的各种可携式装置,都可以摇
身成为在室内使用的全球卫星定位系统,且硬件成本不到十分之一,功率消耗也远低于必须
仰赖卫星讯号的定位系统。
大部分的无线感应器网络都必须透过某种方法来判定其网络节点位置的方式。在安装过
程中,部署人员可能须要决定让哪些节点能够直接互相交换资料,或是与中心资料收集点互
相交换资料。目前市场上的解决方案多半必须依赖软件计算。
在这些系统中,节点会读取计算位置的参数,并传送资讯至中心资料收集点,以计算出
位置并回传至节点。这是一种计算能力要求极高的运算任务,通常必须由个人电脑或高性能
微控制器执行。而且这种方法只能应用于规模较小的网络,因为执行计算所须满足的流量要
求与节点数量呈指数关系增加。
在以电池供应电力的网络中,运算能力与频宽不足的限制使这种方法难以派上用场。为
了克服这项难题,德州仪器(TI)提出分布式定位计算构想与相关方案。系统可依据已知位置
的最近参考节点传回的资讯,对其所属的节点进行局部计算并进行位置判定,因此可将网络
流量限制在待测节点(Blind Node)范围内的节点。此方式也可以允许相同网络上出现许多的
待测节点,因为网络流量与待测节点数量呈比例增加,而非指数增加,因此不至于对整个网
络带来庞大的流量负荷。
节点互通声息 ZigBee 定位抗干扰性能优异
依据无线网络中邻近无线电的讯号接收强度指标(Received Signal Strength Indicator,
RSSI),定位引擎可计算本身的位置。随着环境变动,两个无线电之间的 RSSI 讯号可能会
产生相当大的变化,例如有人走在两个无线电节点之间,便可能使接收讯号降低 30dBm。
为了补偿如此巨大的差异,定位引擎进行计算时,会根据多达十六个无线电节点的RSSI
数值,以求得精确的位置结果。理论上来说,如果使用节点的数量够多,不同节点的 RSSI
之间的差异是可以被补偿的。在射频网络中,已知位置的定位引擎无线电称为参考节点。计
算本身位置的节点称为待测节点。参考节点与待测节点之间,唯一须要传送的数据,是参考
节点的 X 与 Y 坐标。依据接收的X 与 Y 坐标,定位引擎会加上由参考节点讯息测量到的RSSI
数值,计算出本身的位置。
无所不在的 ZigBee 节点让定位更精准
部分应用装置使用的定位引擎,可能须要安装一些参考节点,作为基础设施安装的一部
分。但从系统部署的角度来看,要满足这种需求并不困难。可以利用无线方式控制家庭、办
公室及工业应用装置的 ZigBee,近来已经开始逐渐流行起来,因此随着 ZigBee 装置安装于
建筑基础设施的数量逐渐增加,要以 ZigBee 来达成定位效果并不困难。
举例来说,在一般办公室环境中,可能具备 ZigBee 网络能力的设备有:控制每间办公
室与会议室的调温装置、以及具有温度感应器的空调输送管;每间房间也可能有使用ZigB ee
控制的灯光开关与灯具。这些不同的设备可轻