基于ZigBee和互联网的小车定位控制系统的设计与实现

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fenghuayi
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定位控制技术广泛应用于导航、测量、自动控制等系统当中,蓝牙、Wifi、GPS等无线传感网技术的在信息交互和定位方面的应用已经日益成熟,但是由于蓝牙传播距离短、wifi的定位精度较低、GPS在小范围和室内的空间场合的定位成本、精度和能耗不能满足要求等,导致这类技术在一些场合的应用受到很大的限制。基于ZigBee协议的无线通信技术和互联网正好弥补了它们的不足,并使控制更加灵活、方便,为构建定位控制系统提供了很好的解决方案。   本文给出移动智能小车远程定位控制设计方案,运用Internet网络传输和ZigBee近程无线传输技术联合通信,采用浏览器/服务器(B/S)模式,使人可以通过网络发送对智能小车控制的指令;另外通过ZigBee技术,使智能小车的移动范围大大增加。实践结果表明,两者联合应用,可有效提高智能小车的被控距离和活动范围。   常见的基于ZigBee协议栈下的无线传感和定位研究大多是对移动节点的位置进行检测,没有对该节点的移动进行定位控制,鉴于此,我们研究了基于ZigBee协议的除对移动点位置监测功能外的控制功能,本文设计的控制功能与ZigBee定位技术相结合并运用于智能小车上,能够实现智能车的智能行走:系统硬件采用TI公司的CC2431以及CC2430,智能车采用单片机控制,通过智能车的微处理与ZigBee定位系统中的盲节点相绑定,使智能车能够周期性的获取盲节点的定位数据与上位机或Web系统传送的控制命令,并通过设计相应数据处理算法达到智能车自动变轨与避障功能进而使其到达目的位置。   针对ZigBee技术只能用于近距离通信定位这一劣势,本文在通信设计上给出了结合Internet远程网络传输技术与ZigBee近距离传输联合通信的设计方案,在与zigbee模块(协调器)相连的PC机中设计了数据库和Web系统,并将其作为数据处理服务器,依照串口通信技术,PC机对来自下位机zigbee模块的数据进行处理,同时也接收来自上位机及Web系统的控制命令,远程用户通过对web网页的浏览就能够对仓储智能车的行走实施监测与实时控制,由此不仅扩大了智能车的活动范围,同时也扩大了智能车的被控距离。   为了保证在有少数障碍物环境下实现对智能车的准确定位以及对设定的行走路线不过分偏离,本文提出了针对zigbee的RSSI参数设定阀值的改进定位算法,这种算法以常规的质心加权算法为基础,将参加的节点设为满足阀值的节点,同时利用方差的波动性对杂质点进行剔除,从而提高算法的定位精确度。
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