CN102348282A - 一种基于ZigBee网络的实时定位方法 - Google Patents

Abstract

一种基于ZigBee网络的实时定位方法，属于无线传感网络定位技术领域。该系统由参考节点、移动节点、网关节点和嵌入式Web服务器组成，本发明方法是：先在监测区域布置一定数量的参考节点，其作用是在定位过程中起参考点的作用，不参与定位；移动节点就是定位节点，通过参考节点来确定自己的位置；网关节点一方面配置参考节点的位置信息，同时接收移动节点的位置信息发送给Web服务器，Web服务器接入网络可以实现远程访问和控制。同时提出了一种实时定位的方法，利用ZigBee节点之间传输的RSSI值来实现实时准确定位。本发明与其他定位算法与实现相比具有准确度高、功耗低、安全可靠的优点。

Description

一种基于ZigBee网络的实时定位方法

技术领域

本发明涉及一种基于ZigBee网络的实时定位方法，属于无线传感网络定位技术领域。

背景技术

利用无线网络通信技术来实现跟踪定位，是当今无线通信领域的研究热点。为了达到上述目的，需要较高的通信技术。无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)被广泛应用于环境探测、天气预报、安全、监控以及分布式计算和目标区域成像等领域，在军事、医疗和民用等方面的应用具有深远意义。确定事件发生的位置或获取消息的节点位置是传感器网络最基本的功能之一，对传感器网络应用的有效性起着关键作用。

ZigBee技术是一个具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其PHY层和MAC层协议为IEEE802.15.4协议标准。基于此技术的定位方法应用广泛。如专利号为CN200910047503.3、发明名称为“一种具有精确定位功能的车辆导航仪及其导航方法”的专利即属于此列。与蓝牙或802.11等同属于短距离无线通信的技术相比，ZigBee技术具有先天优势。ZigBee设备为低功耗设备，具有能量检测和链路质量指示的功能。同时，由于采用了碰撞避免机制(CSMA-CA)，避免了发送数据时的冲突。在网络安全方面，采用了密钥长度为128bit的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理，保证了数据传输时的高可靠性和安全性。

在无线传感器网络中，按节点位置估测机制，根据定位过程中是否测量节点间的实际距离或角度，可分为基于距离(Range-based)的定位算法和距离无关(Range-free)的定位算法。前者需要测量节点间的实际距离；后者是利用节点间的估计距离来计算末知节点的位置。在基于距离的定位算法中，测量节点间距离或方位时采用的方法有TOA(Time of Arrival)，TDOA(Time Difference of Arrival)，RSSI(ReceivedSignal Strength Indication)和AOA(Angle of Arri-val)。距离无关的算法主要有质心算法、DV-hop算法等。相比之下，基于距离的定位算法测量精度较高，距离无关的定位算法对硬件要求较低。

比较各种基于距离的测距算法，TOA需要精确的时钟同步，TDOA需要节点配备超声波收发装置，AOA需要有天线阵列或麦克风阵列，这三种算法对硬件要求较高。RSSI技术主要是用RF信号，而节点本身就具有无线通信能力，故其是一种低功耗、廉价的测距技术。

接收信号强度指示RSSI的定位方法，是在已知发射节点的发射信号强度，根据接收节点收到的信号强度，计算出信号的传播损耗，再利用理论和经验模型将传输损耗转化为距离，最后计算节点的位置。因为理论和经验模型的估测性质，故而RSSI具有较大定位误差。因此单纯基于RSSI的定位技术存在较大的误差。

发明内容

针对背景技术存在的缺陷和不足，本发明提供了一种基于ZigBee网络的实时定位方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于ZigBee网络的实时定位方法，由以下系统来实现，该系统包括参考节点、移动节点、网关节点和嵌入式Web服务器，先在监测区域布置相应的参考节点，使其在定位过程中起参考点的作用，不参与定位；移动节点就是定位节点，它通过参考节点来确定自己的位置；网关节点一方面配置参考节点的位置信息，同时接收移动节点的位置信息发送给嵌入式Web服务器，嵌入式Web服务器接入网络以实现远程访问和控制，该定位方法步骤如下：

(1)嵌入式Web服务器通过网口与网络连接，网关节点通过串口线与嵌入式Web服务器连接，然后将参考节点布置在监测区域内，参考节点内部存储自身的ID和位置信息，移动节点在布有参考节点的区域内任意移动；

(2)当定位开始后，参考节点周期性向周围广播信息，信息中包括自身节点ID及坐标，移动节点收到该信息后，对同一参考节点的RSSI值取均值；

(3)当移动节点收集到预定数量的参考节点信息时，不再接收新信息，根据RSSI原则，移动节点对参考节点按照接收到的信号强度从强到弱排序，并建立RSSI值与移动节点到参考节点距离的映射，建立3个集合：

参考节点序号集合：

B_set＝{a₁，a₂，...，a_n}；其中α₁，α₂……是参考节点的序号；

移动节点到参考节点的距离集合：

D_set＝{d₁，d₂，...，d_n}，d₁＜d₂＜...＜d_n；其中d₁，d₂……分别是移动节点到序号为α₁，α₂……的参考节点的距离；

参考节点自身位置集合：

P_set＝{(X₁，Y₁)，(X₂，Y₂)，...，(X_n，Y_n)}；其中X₁、Y₁……依次是参考节点的坐标；

(4)选取RSSI值大的前三个参考节点进行自身定位计算并确定移动节点坐标：

在参考节点序号集合B_set中优先选择RSSI值大的三个参考节点组合成下面的参考节点序号集合：

T_set＝{(a₁，a₂，a₃)，(a₁，a₂，a₄)，...，(a₁，a₃，a₄)，(a₁，a₃，a₅)...}其中α₁，α₂……是参考节点的序号；

对参考节点集合，根据下面的公式依次算出参考节点集合T_set中RSSI值最大的一组的三个参考节点A、B、C到移动节点的距离r_a、r_b、r_c：

A处的RSSI值a＝-(10nlogr_a+A)

B处的RSSI值b＝-(10nlogr_b+A)

C处的RSSI值c＝-(10nlogr_c+A)

其中，射频参数A被定义为距离发送节点1m处接收到的平均能量绝对值，也就是距发射节点1m处的接收信号强度；n为信号传输常数，与信号传输环境有关；r_a、r_b、r_c为参考节点到移动节点的距离；

求出三点到移动节点的距离r_a、r_b、r_c后，再根据三角形质心定位模型求出移动节点的坐标，三个参考节点的坐标为A(x_a、y_a)，B(x_b、y_b)，C(x_c、y_c)，移动节点坐标D(x_d、y_d)为未知待求，根据RSSI模型计算出的参考节点A、B、C和移动节点D之间的距离分别为r_a、r_b、r_c，分别以A，B，C为圆心；依次以r_a、r_b、r_c为半径画圆，可得到三个圆的交叠区域，该交叠区域的边界弧线相交构成三个点E、F、G，，被定义为特征点，计算三个特征点的坐标即E(x_e、y_e)、F(x_f、y_f)、G(x_g、y_g)点的坐标x_e、y_e、x_f、y_f、x_g、y_g，以这三个点为三角形的顶点，该三角形质心的位置坐标就是移动节点的坐标，特征点E、F、G的坐标值由以下三个公式确定：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.,$ $\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.,$

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.;$

其中x_e、y_e、x_f、y_f、x_g、y_g分别是特征点E、F、G三点的坐标值，三角形EFG质心坐标即移动节点D的坐标是三个顶点E、F、G坐标的平均值，即

$(\frac{x_e+x_f+x_g}{3},\frac{y_e+y_f+y_g}{3});$

(5)得到移动节点坐标后，移动节点将计算出的自身节点坐标发送到网关节点，网关节点通过串口发送到嵌入式Web服务器，嵌入式Web服务器通过网线将信息发送到网络，以便在网络上实现实时定位，至此实时定位完成。

上述RSSI是英文Received Signal Strength Indication的缩写，汉语意思是接收的信号强度指示。

本发明方法所依据的模型及定位算法是基于RSSI(Received Signal StrengthIndication)的定位算法，不论哪种模型，计算出的接收信号强度总与实际情况下有误差，因为实际环境的复杂性，换算出的参考节点到移动节点的距离d总是大于实际两节点间的距离。如图6所示，参考节点A，B，C，移动节点D，根据RSSI模型计算出的参考节点A和移动节点D之间的距离为r_a；参考节点B和移动节点D之间的距离为r_b；参考节点C和移动节点D之间的距离为r_c。分别以A，B，C为圆心；依次以r_a、r_b、r_c为半径画圆，可得到三个圆的交叠区域，该交叠区域的边界弧线相交构成三个点，被定义为特征点。本发明的三角形质心定位算法的基本思想是：计算三圆交叠区域的3个特征点的坐标，以这三个点为三角形的顶点，未知点即为三角形质心，如图7所示，特征点为E，F，G，特征点E点坐标的计算方法为：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.---\left(1\right)$

同理，可计算出F，G点坐标，根据三角形质心算法可得未知点的坐标为

$(\frac{x_e+x_f+x_g}{3},\frac{y_e+y_f+y_g}{3}).$

上述发明方法中，步骤2中参考节点的运行方法，步骤如下：

a.开始；

b.判断是否收到数据，如果是则转入下一步，如果不是则转入上一步；

c.判断是否是RSSI请求，如果是则转入步骤g，如果不是则转入下一步；

d.判断是否是参考节点配置，如果是则转入步骤h，如果不是则转入下一步；

e.判断是否是参考节点发送配置信息，如果是则转入步骤i，如果不是则转入下一步；

f.判断是否收集RSSI，如果是则转入步骤j，如果不是则转入步骤k；

g.发送RSSI平均值，转入步骤k；

h.取出位置信息写入FLASH，转入步骤k；

i.将配置信息发送到网关节点，转入步骤k；

j.收集RSSI值，转入步骤k；

k.结束。

上述发明方法中，步骤3中移动节点的运行方法，步骤如下：

a.开始；

b.判断是否收到数据，如果是则转入下一步，如果不是则转入上一步；

c.判断是否是RSSI请求，如果是则转入步骤g，如果不是则转入下一步；

d.判断是否是移动节点发送请求，如果是则转入步骤h，如果不是则转入下一步；

e.判断是否是移动节点配置，如果是则转入步骤i，如果不是则转入下一步；

f.判断是否收集RSSI，如果是则转入步骤j，如果不是则转入步骤k；

g.执行强制位置发现，转入步骤k；

h.发送请求信息，转入步骤k；

i.将配置信息写入FLASH，转入步骤k；

j.接收平均RSSI值，转入步骤k；

k.结束。

上述发明方法中，步骤5中的网关节点的运行方法，步骤如下：

a.开始；

b.网关节点请求发送接受信息数据；

c.判断信息数据是来自服务器还是移动节点，如果是来自服务器则转入下一步，若是来自移动节点则转入步骤f；

d.服务器信息数据进行校验，判断是否正确，如是则转入下一步，否则转入步骤b；

e.网关节点将信息数据发送至各移动节点，转入步骤i；

f.判断是否是通过串口发送，如是则转入下一步，否则转入步骤f；

g.计算移动节点坐标校验值；

h.把移动节点坐标校验值发送给嵌入式Web服务器，转入下一步；

i.结束。

本发明方法的特点是定位方法简单、能够实现实时定位且定位精度高。

附图说明

图1为本发明的定位系统框图。

其中：1、参考节点，2、移动节点，3、网关节点，4、嵌入式Web服务器，5、Internet网络，6、监测区域。

图2为本发明方法的流程图；其中①-⑤为其各个步骤。

图3为网关节点的运行方法的流程图；其中a-i为其各个步骤。

图4为参考节点的运行方法的流程图；其中1′-11′为其各个步骤。

图5为移动节点的运行方法的流程图；其中(1)-(11)为其各个步骤。

图6为三个圆的交集示意图，分别以参考节点A，B，C为圆心；依次以r_a、r_b、r_c为半径画圆，可得到三个圆的交叠区域。

图7为三角形质心算法模型的示意图。其中特征点为E，F，G。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例：

一种基于ZigBee网络的实时定位方法，由以下系统来实现，如图1，该系统包括参考节点1、移动节点2、网关节点3和嵌入式Web服务器4，先在监测区域布置相应的参考节点1，使其在定位过程中起参考点的作用；移动节点2就是定位节点，它通过参考节点1来确定自己的位置；网关节点3一方面配置参考节点1的位置信息，同时接收移动节点2的位置信息发送给嵌入式Web服务器4，嵌入式Web服务器4接入Internet网络5以实现远程访问和控制，该定位方法如图2所示，步骤如下：

①嵌入式Web服务器通过网口与网络连接，网关节点通过串口线与嵌入式Web服务器连接，然后将参考节点布置在监测区域内，参考节点内部存储自身的ID和位置信息，移动节点在布有参考节点的区域内任意移动；

②当定位开始后，参考节点周期性向周围广播信息，信息中包括自身节点ID及坐标，移动节点收到该信息后，对同一参考节点的RSSI值取均值；

③当移动节点收集到预定数量的参考节点信息时，不再接收新信息，根据RSSI原则，移动节点对参考节点按照接收到的信号强度从强到弱排序，并建立RSSI值与移动节点到参考节点距离的映射，建立3个集合：

参考节点序号集合：

B_set＝{a₁，a₂，...，a_n}；其中α₁，α₂……是参考节点的序号；

移动节点到参考节点的距离集合：

D_set＝{d₁，d₂，...，d_n}，d₁＜d₂＜...＜d_n；其中d₁，d₂……分别是移动节点到序号为α₁，α₂……的参考节点的距离；

参考节点自身位置集合：

P_set＝{(X₁，Y₁)，(X₂，Y₂)，...，(X_n，Y_n)}；其中X₁、Y₁……依次是参考节点的坐标；

④选取RSSI值大的前三个参考节点进行自身定位计算并确定移动节点坐标：

在参考节点序号集合B_set中优先选择RSSI值大的三个参考节点组合成下面的参考节点序号集合：

T_set＝{(a₁，a₂，a₃)，(a₁，a₂，a₄)，...，(a₁，a₃，a₄)，(a₁，a₃，a₅)...}其中α₁，α₂……是参考节点的序号；

对参考节点集合，根据下面的公式依次算出参考节点集合T_set中RSSI值最大的一组的三个参考节点A、B、C到移动节点的距离r_a、r_b、r_c：

A处的RSSI值a＝-(10nlogr_a+A)

B处的RSSI值b＝-(10nlogr_b+A)

C处的RSSI值c＝-(10nlogr_c+A)

其中，射频参数A被定义为距离发送节点1m处接收到的平均能量绝对值，也就是距发射节点1m处的接收信号强度；n为信号传输常数，与信号传输环境有关；r_a、r_b、r_c为参考节点到移动节点的距离；

求出三点到移动节点的距离r_a、r_b、r_c后，再根据三角形质心定位模型求出移动节点的坐标，三个参考节点的坐标为A(x_a、y_a)，B(x_b、y_b)，C(x_c、y_c)，移动节点坐标D(x_d、y_d)为未知待求，根据RSSI模型计算出的参考节点A、B、C和移动节点D之间的距离分别为r_a、r_b、r_c，分别以A，B，C为圆心；依次以r_a、r_b、r_c为半径画圆，可得到三个圆的交叠区域，该交叠区域的边界弧线相交构成三个点E、F、G，，被定义为特征点，计算三个特征点的坐标即E(x_e、y_e)、F(x_f、y_f)、G(x_g、y_g)点的坐标x_e、y_e、x_f、y_f、x_g、y_g，以这三个点为三角形的顶点，该三角形质心的位置坐标就是移动节点的坐标，特征点的坐标值由以下三个公式确定：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.,$ $\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.,$

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.;$

其中x_e、y_e、x_f、y_f、x_g、y_g分别是特征点E、F、G三点的坐标值，三角形EFG质心坐标即移动节点D的坐标是三个顶点E、F、G坐标的平均值，即

$(\frac{x_e+x_f+x_g}{3},\frac{y_e+y_f+y_g}{3});$

⑤得到移动节点坐标后，移动节点将计算出的自身节点坐标发送到网关节点，网关节点通过串口发送到嵌入式Web服务器，嵌入式Web服务器通过网线将信息发送到网络，以便在网络上实现实时定位，至此实时定位完成。

上述发明方法中，步骤②中参考节点的运行方法，如图4所示，步骤如下：

1′.开始；

2′.判断是否收到数据，如果是则转入下一步，如果不是则转入上一步；

3′.判断是否是RSSI请求，如果是则转入步骤g，如果不是则转入下一步；

4′.判断是否是参考节点配置，如果是则转入步骤h，如果不是则转入下一步；

5′.判断是否是参考节点发送配置信息，如果是则转入步骤i，如果不是则转入下一步；

6′.判断是否收集RSSI，如果是则转入步骤j，如果不是则转入步骤k；

7′.发送RSSI平均值，转入步骤k；

8′.取出位置信息写入FLASH，转入步骤k；

9′.将配置信息发送到网关节点，转入步骤k；

10′.收集RSSI值，转入步骤k；

11′.结束。

上述发明方法中，步骤③中移动节点的运行方法，如图5所示，步骤如下：

(1).开始；

(2).判断是否收到数据，如果是则转入下一步，如果不是则转入上一步；

(3).判断是否是RSSI请求，如果是则转入步骤g，如果不是则转入下一步；

(4).判断是否是移动节点发送请求，如果是则转入步骤h，如果不是则转入下一步；

(5).判断是否是移动节点配置，如果是则转入步骤i，如果不是则转入下一步；

(6).判断是否收集RSSI，如果是则转入步骤j，如果不是则转入步骤k；

(7).执行强制位置发现，转入步骤k；

(8).发送请求信息，转入步骤k；

(9).将配置信息写入FLASH，转入步骤k；

(10).接收平均RSSI值，转入步骤k；

(11).结束。

上述发明方法中，步骤⑤中的网关节点的运行方法，如图3所示，步骤如下：

a.开始；

b.网关节点请求发送接受信息数据；

c.判断信息数据是来自服务器还是移动节点，如果是来自服务器则转入下一步，若是来自移动节点则转入步骤f；

d.服务器信息数据进行校验，判断是否正确，如是则转入下一步，否则转入步骤b；

e.网关节点将信息数据发送至各移动节点，转入步骤i；

f.判断是否是通过串口发送，如是则转入下一步，否则转入步骤f；

g.计算移动节点坐标校验值；

h.把移动节点坐标校验值发送给嵌入式Web服务器，转入下一步；

i.结束。

Claims (4)

1.一种基于ZigBee网络的实时定位方法，由以下系统来实现，该系统包括参考节点、移动节点、网关节点和嵌入式Web服务器，先在监测区域布置相应的参考节点，使其在定位过程中起参考点的作用，不参与定位；移动节点就是定位节点，它通过参考节点来确定自己的位置；网关节点一方面配置参考节点的位置信息，同时接收移动节点的位置信息发送给嵌入式Web服务器，嵌入式Web服务器接入网络以实现远程访问和控制，该定位方法步骤如下：

(1)嵌入式Web服务器通过网口与网络连接，网关节点通过串口线与嵌入式Web服务器连接，然后将参考节点布置在监测区域内，参考节点内部存储自身的ID和位置信息，移动节点在布有参考节点的区域内任意移动；

(2)当定位开始后，参考节点周期性向周围广播信息，信息中包括自身节点ID及坐标，移动节点收到该信息后，对同一参考节点的RSSI值取均值；

(3)当移动节点收集到预定数量的参考节点信息时，不再接收新信息，根据RSSI原则，移动节点对参考节点按照接收到的信号强度从强到弱排序，并建立RSSI值与移动节点到参考节点距离的映射，建立3个集合：

参考节点序号集合：

B_set＝{a₁，a₂，...，a_n}；其中α₁，α₂……是参考节点的序号；

移动节点到参考节点的距离集合：

D_set＝{d₁，d₂，...，d_n}，d₁＜d₂＜...＜d_n；其中d₁，d₂……分别是移动节点到序号为α₁，α₂……的参考节点的距离；

参考节点自身位置集合：

P_set＝{(X₁，Y₁)，(X₂，Y₂)，...，(X_n，Y_n)}；其中X₁、Y₁……依次是参考节点的坐标；

(4)选取RSSI值大的前三个参考节点进行自身定位计算并确定移动节点坐标：

在参考节点序号集合B_set中优先选择RSSI值大的三个参考节点组合成下面的参考节点序号集合：

T_set＝{(a₁，a₂，a₃)，(a₁，a₂，a₄)，...，(a₁，a₃，a₄)，(a₁，a₃，a₅)...}其中α₁，α₂……是参考节点的序号；

对参考节点集合，根据下面的公式依次算出参考节点集合T_set中RSSI值最大的一组的三个参考节点A、B、C到移动节点的距离r_a、r_b、r_c：

A处的RSSI值a＝-(10nlogr_a+A)

B处的RSSI值b＝-(10nlogr_b+A)

C处的RSSI值c＝-(10nlogr_c+A)

其中，射频参数A被定义为距离发送节点1m处接收到的平均能量绝对值，也就是距发射节点1m处的接收信号强度；n为信号传输常数，与信号传输环境有关；r_a、r_b、r_c为参考节点到移动节点的距离；

求出三点到移动节点的距离r_a、r_b、r_c后，再根据三角形质心定位模型求出移动节点的坐标，三个参考节点的坐标为A(x_a、y_a)，B(x_b、y_b)，C(x_c、y_c)，移动节点坐标D(x_d、y_d)为未知待求，根据RSSI模型计算出的参考节点A、B、C和移动节点D之间的距离分别为r_a、r_b、r_c，分别以A，B，C为圆心；依次以r_a、r_b、r_c为半径画圆，可得到三个圆的交叠区域，该交叠区域的边界弧线相交构成三个点E、F、G，，被定义为特征点，计算三个特征点的坐标即E(x_e、y_e)、F(x_f、y_f)、G(x_g、y_g)点的坐标x_e、y_e、x_f、y_f、x_g、y_g，以这三个点为三角形的顶点，该三角形质心的位置坐标就是移动节点的坐标，特征点的坐标值由以下三个公式确定：

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.,$ $\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.,$

$\left\{\begin{array}{c}\sqrt{{(x_e-x_a)}^2+{(y_e-y_a)}^2}\≤r_a\\ \sqrt{{(x_e-x_b)}^2+{(y_e-y_b)}^2}=r_b\\ \sqrt{{(x_e-x_c)}^2+{(y_e-y_c)}^2}=r_c\end{array}\right.;$

其中x_e、y_e、x_f、y_f、x_g、y_g分别是特征点E、F、G三点的坐标值，三角形EFG质心坐标即移动节点D的坐标是三个顶点E、F、G坐标的平均值，即

$(\frac{x_e+x_f+x_g}{3},\frac{y_e+y_f+y_g}{3});$

(5)得到移动节点坐标后，移动节点将计算出的自身节点坐标发送到网关节点，网关节点通过串口发送到嵌入式Web服务器，嵌入式Web服务器通过网线将信息发送到网络，以便在网络上实现实时定位，至此实时定位完成。

2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee网络的实时定位方法，其中步骤(2)中参考节点的运行方法，步骤如下：

a.开始；

b.判断是否收到数据，如果是则转入下一步，如果不是则转入上一步；

c.判断是否是RSSI请求，如果是则转入步骤g，如果不是则转入下一步；

d.判断是否是参考节点配置，如果是则转入步骤h，如果不是则转入下一步；

e.判断是否是参考节点发送配置信息，如果是则转入步骤i，如果不是则转入下一步；

f.判断是否收集RSSI，如果是则转入步骤j，如果不是则转入步骤k；

g.发送RSSI平均值，转入步骤k；

h.取出位置信息写入FLASH，转入步骤k；

i.将配置信息发送到网关节点，转入步骤k；

j.收集RSSI值，转入步骤k；

k.结束。

3.如权利要求1所述的一种基于ZigBee网络的实时定位方法，其中步骤(3)中移动节点的运行方法，步骤如下：

a.开始；

b.判断是否收到数据，如果是则转入下一步，如果不是则转入上一步；

c.判断是否是RSSI请求，如果是则转入步骤g，如果不是则转入下一步；

d.判断是否是移动节点发送请求，如果是则转入步骤h，如果不是则转入下一步；

e.判断是否是移动节点配置，如果是则转入步骤i，如果不是则转入下一步；

f.判断是否收集RSSI，如果是则转入步骤j，如果不是则转入步骤k；

g.执行强制位置发现，转入步骤k；

h.发送请求信息，转入步骤k；

i.将配置信息写入FLASH，转入步骤k；

j.接收平均RSSI值，转入步骤k；

k.结束。

4.如权利要求1所述的一种基于ZigBee网络的实时定位方法，其中步骤(5)中的网关节点的运行方法，步骤如下：

a.开始；

b.网关节点请求发送接受信息数据；

c.判断信息数据是来自服务器还是移动节点，如果是来自服务器则转入下一步，若是来自移动节点则转入步骤f；

d.服务器信息数据进行校验，判断是否正确，如是则转入下一步，否则转入步骤b；

e.网关节点将信息数据发送至各移动节点，转入步骤i；

f.判断是否是通过串口发送，如是则转入下一步，否则转入步骤f；

g.计算移动节点坐标校验值；

h.把移动节点坐标校验值发送给嵌入式Web服务器，转入下一步；

i.结束。

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