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系統識別號 U0026-2806201021141100
論文名稱(中文) 應用ZigBee無線感測網路之定位演算法
論文名稱(英文) Localization Algorithm in ZigBee-based Sensor network
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 電信管理研究所
系所名稱(英) Institute of Telecommunications and Management
學年度 98
學期 2
出版年 99
研究生(中文) 張又中
研究生(英文) Yu-Chung Chang
學號 r9697107
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 52頁
口試委員 指導教授-陳文字
口試委員-黃光渠
口試委員-林福林
口試委員-林易泉
中文關鍵字 無線感測網路  ZigBee  接收訊號強度值(RSS)  三點定位法 
英文關鍵字 Wireless sensor network (WSNs)  ZigBee  received signal strength (RSS)  Triangulation. 
學科別分類
中文摘要 近年來無線通訊、嵌入式系統技術以及電池技術快速的發展,進一步的整合,造就了無線感測網路蓬勃發展。無線感測網路的重要應用之一,即是定位。定位系統目前廣泛應用於醫療、工廠與個人定位等應用上,而現有使用無線通訊之定位系統中,最廣為人知的即是全球衛星定位系統(GPS),但一般而言全球衛星定位系統無法應用於室內定位。故本研究採用的是低成本、低功率的IEEE802.15.4/ZigBee CC2420無線感測定位模組,並且藉由行動頻譜分析儀,量測接收訊號強度值(RSS),並將不同的參考點,收集成為不同的定位距離資料庫;最後由三點定位法,找出未知節點的所在之地。
本論文提出的定位系統架構為區域性定位類型,未來可提供無線感測定位的準確度參考,並且可以應用於室內外的物品定位上,無論是居家的人員定位、醫院或工廠的倉儲,皆可以運用此定位模式,找出所要定位的物品或人員。未來也可以結合不同的技術,如無線辨識系統(RFID)等。

英文摘要 With the rapid evolutions of wireless communications, embedded systems technology and battery technology, sensor network has developed swiftly. Location system, one of the sensor network applications, is widely used in medical, plant and personal positioning.
GPS is the most well-known positioning system. However, it cannot be used for indoor positioning. This research measures the received signal strength (RSS) by using a spectrum device. After collecting RSS at different reference node into a database, the measure result is used to measure the blind node by triangulation positioning method.
The positioning system proposed in this study can be viewed as a regional positioning system. The proposed method can be applied to indoor and outdoor positioning of family orientation items and factory goods etc. In the future, this system can also be combined with different technologies, such as RFID.
論文目次 第一章 緒論1
1.1 研究背景1
1.2 研究動機與目的2
第二章 相關背景探討4
2.1 IEEE802.15.4通訊協定概述4
2.1.1 無線感測網路(Wireless Sensor Networks, WSNs )4
2.1.2 IEEE 802.15.4/ZigBee6
2.2基本定位法則7
2.2.1距離量測方法7
2.2.2三點定位法(Trilateration)10
2.2.3環境比對定位法12
2.3 定位相關文獻回顧14
第三章ZigBee無線網路定位系統18
3.1 定位架構與流程18
3.1.1 系統架構18
3.1.2定位流程21
3.1.2三點定位法(Trilateration)24
3.2定位系統之實驗27
3.2.1定位系統之器材設備介紹27
3.2.2實驗環境介紹29
3.2.3場地背景雜訊35
第四章 實驗結果39
4.1距離與頻段功率39
4.2定位的結果43
4.3均方根誤差(Root mean square error, RMSE )48
第五章 結論與未來建議50
參考文獻51
參考文獻 [1]「台大與IBM合作開發RFID即時動態定位系統CNET新聞專區」,2009年,取自 ZDNet新聞網: http://www.zdnet.com.tw/news/software/0,2000085678,20110197,00.htm
[2]李俊賢,2007年,「ZigBee技術規格與測試方案之發展」,電腦與通訊,第119期。
[3]沈子貴,2005年,「以可程式系統晶片發展平台實現無線網路室內定位之分析與」, 國立成功大學電機工程學系碩士論文。
[4]張智星,2000年,「MATLAB程式設計與應用」,清蔚科技出版。
[5]張智星,2004年,「MATLAB程式設計入門篇」,清蔚科技出版。
[6]張智星,2008年,「MATLAB程式設計進階篇」,鈦思科技出版。
[7]許彰益,2008年,「利用無線感測網路實現人員即時追蹤之研究」, 國立成功大學電機工程學系碩士論文。
[8]曾煜棋、潘虛鉉、林致宇,2006年12月,「無線區域及個人網路」,經瑋國際股份有限公司。
[9]黃琦雯,2009年,「無線感測網路之定位演算法」,國立成功大學電信管理所碩士論文。
[10]瞿雷、劉盛德、胡咸斌,2008年,「無線網路結構和原理基礎」,僑高科技有限公司。
[11]A. Perring, J. Stankovic and D. Wagner, “Security in wireless sensor networks,” Communication of the ACM,vol.47,no.6, pp.53-57, 2004.
[12]A. Wheeler, “Commercial Applications of Wireless Sensor Networks Using ZigBee,“ IEEE Communications Magazine, vol.45,no.4,pp. 70 – 77,2007.
[13]B. Li, Y. Wang, H.K. Lee , A. Dempster and C. Rizos, “Method for yielding a database of location fingerprints in WLAN, ” IEE Proceedings-Communications, vol.152,no.5, pp.580-586,2005.
[14]I.F. Akyildiz , W. Su, Y. Sankarasubramaniam and E. Cayirci, “ Wireless sensor networks: a survey,”ComputerNetworks., vol.38,no.4,pp. 339-422, 2002.
[15]IEEE Standard for Information technology Telecommunications and information exchange between systems- Local and metropolitan area networks- Specific requirements Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs).
[16]IEEE Standards 802 Part 15.4: Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications for Low-rate Wireless Personal Area Networks(LR-WPAN), IEEE Inc., 2006.
[17]J. Blumenthal , R. Grossmann, F. Golatowski and D. Timmermann . “Weighted centroid localization in zigbee-based sensor network,“ Proc. the International Symposium on Intelligent Signal Processing, 2007.
[18]J. S Lee,“ Performance Evaluation of IEEE 802.15.4 for Low-Rate Wireless Personal Area Networks, ” IEEE Transactions on Consumer Electronics,vol.52,no.3,pp.742-749, 2006.
[19]K. Benkič, M. Malajner, P. Planinšič and Ž. Čučej, “ Using RSSI value for distance estimation in wireless sensor networks based on ZigBee,” Proc. 15th International Conference on Systems, Signal and Image Processing, 2008.
[20]L. Jianwu and Z. Lu,“ Research on distance measurement based on RSSI of ZigBee,” Proc. Second International Colloquium on Computing, Communication, Control, and Management, 2009.
[21]M. Sugano, T. Kawazoe , Y. Ohta, and M.Murata, “Indoor localization system using RSSI measurement of wireless sensor network based on ZigBee standard ,”Proc. the IASTED international conference on Wireless Sensor Networks, 2006.
[22]S. Slijepcevic, S. Megerian and M. Potkonjak, “Characterization of location error in wireless sensor networks: analysis and applications,”Information Processing in Sensor Networks (ISPN), pp.593-608,2003.
[23]S.H. Fang, T.N. Lin and P.C. Lin, “Location Fingerprinting In A Decorrelated Space,” IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, vol.20,no.5,pp. 685 – 691,2008.
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