CN103327449B - 一种基于ZigBee网络的移动目标定位方法及定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于ZigBee网络的移动目标定位方法及定位系统，包括如下步骤：将ZigBee定位终端设置于对应的移动目标上，现场布置ZigBee路由终端；ZigBee定位终端不断发送自身的终端模块编号给其所在区域附近的ZigBee路由终端；网络协调器汇集ZigBee路由终端发送来的信息，并将汇集的信息传输至GPRS，实现GPRS信号远程传输；接收到GPRS信号后，控制中心选择信号能量最强的三个ZigBee路由终端传递的信息来分别计算距离ZigBee定位终端的距离d1、d2、d3；分别以三个ZigBee路由终端为圆心，以d1、d2、d3为半径画圆，三个圆交点位置即为ZigBee定位终端的位置。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络定位领域，具体地讲，涉及一种基于ZigBee网络的移动目标定位方法及定位系统。
背景技术
2004年，有超过880万头牛穿过美国堪萨斯州，堪萨斯是美国牛肉业的重要基地，来自美国东西海岸的动物要经过24小时的航运穿越堪萨斯。为了防止疯牛病，结核病等来自牛的疾病在运输的过程中流行，堪萨斯州的动物防疫局启动了一个试验项目，即运用无线的网络移动技术、射频定位和GPS、GIS等手段对于牛群进行近乎实时的追踪。这个项目是由美国农业部提供资金支持，旨在对于每头动物从它一出生起，在48小时之内就有对其追踪的地理空间资料。了解牛在从出生到销售整个流程的详细信息，其地理空间的详细程度决定了明确在生长过程中，究竟接触或被接触何种物质。
在我国，随着农业技术的发展，畜禽养殖及管理给人们带来了大量困难，在一定区域内放养禽畜，如何实时明确与管理畜禽活动情况，成为当前的一个难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee网络的移动目标定位方法及定位系统，定位简单，建设方便，造价低廉。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种基于ZigBee网络的移动目标定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将ZigBee定位终端设置于对应的移动目标上，现场布置ZigBee路由终端，保证每个ZigBee定位终端设置能够与至少三个ZigBee路由终端通信，所述ZigBee路由终端能够至少与两个其它ZigBee路由终端通信，每个所述每个ZigBee定位终端具有唯一的终端模块编号，所述每个ZigBee路由终端具有标示其所在区域的地区编码；
（2）ZigBee定位终端不断发送自身的终端模块编号给其所在区域附近的ZigBee路由终端，ZigBee路由终端将接收到的终端模块编号信息以及自身的地区编码信息传送给下一个ZigBee路由终端；
（3）网络协调器汇集ZigBee路由终端发送来的信息，并将汇集的信息传输至GPRS，实现GPRS信号远程传输；
（4）接收到GPRS信号后，控制中心选择信号能量最强的三个ZigBee路由终端传递的信息来分别计算距离ZigBee定位终端的距离d1、d2、d3；
（5）分别以三个ZigBee路由终端为圆心，以ZigBee定位终端距离三个ZigBee路由终端的距离d1、d2、d3为半径画圆，三个圆交点位置即为估计的ZigBee定位终端的位置。
一种基于ZigBee网络的定位系统，其特征在于，包括：
Zigbee管理模块：实现Zigbee路由终端定义功能、Zigbee路由终端运行管理功能和Zigbee路由终端数据信息的导入功能，实现Zigbee定位终端的定位功能；
Zigbee地图模块：实现地图设置功能、调整模块和地图位置定义功能；
查询模块：查询关键位置Zigbee路由终端周边情况；查询ZigBee定位终端路由地点；查询ZigBee定位终端路由运动轨迹；
作为对本技术方案的进一步限定，所述Zigbee管理模块包括：
Zigbee定义子模块：对于关键地理位置的Zigbee路由终端定义名称或者编号，定义ZigBee定位终端的名称或者编号，定义网络路由器的名称或者编号；
Zigbee运行管理子模块：定时接收网络协调器传送的信号，可以了解Zigbee信号的发送功率，发送时间，针对以上数值，查询是否有故障的Zigbee路由终端，查询整体传输网络通畅性；
信号导入子模块：将接收的各种不同用途的Zigbee信号导入相应数据库，从而功能性一一对应，明确在应用中的功能；
定位计算模块：选择信号能量最强的三个ZigBee路由终端传递的信息来分别计算距离ZigBee定位终端的距离d1、d2、d3，分别以三个ZigBee路由终端为圆心，以ZigBee定位终端距离三个ZigBee路由终端的距离d1、d2、d3为半径画圆，三个圆交点位置即为估计的ZigBee定位终端的位置。
作为对本技术方案的进一步限定，所述Zigbee地图模块包括：
地图设置子模块：将处于关键地理位置的Zigbee路由终端作为定位点，将剩余的Zigbee路由终端根据定位点在地图上唯一确定；
地图调整子模块：根据计算的Zigbee路由终端距离ZigBee定位终端的距离，与区域地形图进行比对，当区域地形图显示比例不合适时，从整体上调整地图的显示比例，以便更好的显示ZigBee定位终端和Zigbee路由终端；
地图定义子模块： 确定突出地理位置的名称以及该位置附近对应的zigbee路由终端；根据多个确定z的igbee路由终端，来整体调整地图，并将多个zigbee路由终端展现在地图上，并定义名称；从数据库中找出定位计算模块确定的zigbee定位终端的地址，并在区域地形图上展示出来。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明利用zigbee网络来实现三点定位，并将zigbee路由终端和ZigBee定位终端在区域地形图上标示出来，便于管理人员了解zigbee路由终端和ZigBee定位终端所处的地理环境。本发明方便简易、费用低廉、建设简单、定位准确、可移动性强。
附图说明
图1为本发明的原理方框图。
图2为本发明优选实施例的区域地形图。
图3为本发明优选实施例的Zigbee路由终端自组网络平面图。
图4为本发明优选实施例的Zigbee路由终端关键点定义平面图。
图5为本发明优选实施例的区域地形图和自组网络平面图合并后的示意图。
图6为本发明优选实施例的ZigBee定位终端在自组网络平面图中的轨迹图。
图7为本发明优选实施例的ZigBee定位终端在区域地形图中的轨迹图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。
参见图1，一种基于ZigBee网络的移动目标定位方法，包括如下步骤：
（1）将ZigBee定位终端设置于对应的移动目标上，现场布置ZigBee路由终端，保证每个ZigBee定位终端设置能够与至少三个ZigBee路由终端通信，所述ZigBee路由终端能够至少与两个其它ZigBee路由终端通信，每个所述ZigBee定位终端具有唯一的终端模块编号，每个所述ZigBee路由终端具有标示其所在区域的地区编码；
（2）建立区域地形图和Zigbee路由终端自组网络平面图，在区域地形图标注突出地形点的突出标识点，在Zigbee路由终端自组网络平面图中标注Zigbee路由终端位置，形成自组网络，合并区域地形图和自组网络平面图；
（3）ZigBee定位终端不断发送自身的终端模块编号给其所在区域附近的ZigBee路由终端，ZigBee路由终端将接收到的终端模块编号信息以及自身的地区编码信息传送给下一个ZigBee路由终端；
（5）网络协调器汇集ZigBee路由终端发送来的信息，并将汇集的信息传输至GPRS，实现GPRS信号远程传输；
（6）接收到GPRS信号后，控制中心选择信号能量最强的三个ZigBee路由终端传递的信息来分别计算距离ZigBee定位终端的距离d1、d2、d3；
（7）分别以三个ZigBee路由终端为圆心，以ZigBee定位终端距离三个ZigBee路由终端的距离d1、d2、d3为半径画圆，三个圆交点位置即为估计的ZigBee定位终端的位置；
（8）将ZigBee定位终端位置分别在区域地形图和自组网络平面图显示出来。
一种基于ZigBee网络的定位系统，其特征在于，包括：
Zigbee管理模块：实现Zigbee路由终端定义功能、Zigbee路由终端运行管理功能和Zigbee路由终端数据信息的导入功能，实现Zigbee定位终端的定位功能；
Zigbee地图模块：实现地图设置功能、调整模块和地图位置定义功能；
查询模块：查询关键位置Zigbee路由终端周边情况；查询ZigBee定位终端路由地点；查询ZigBee定位终端路由运动轨迹；
所述Zigbee管理模块包括：
Zigbee定义子模块：对于关键地理位置的Zigbee路由终端定义名称或者编号，定义ZigBee定位终端的名称或者编号，定义网络路由器的名称或者编号；
Zigbee运行管理子模块：定时接收网络协调器传送的信号，可以了解Zigbee信号的发送功率，发送时间，针对以上数值，查询是否有故障的Zigbee路由终端，查询整体传输网络通畅性；
信号导入子模块：将接收的各种不同用途的Zigbee信号导入相应数据库，从而功能性一一对应，明确在应用中的功能；
定位计算模块：选择信号能量最强的三个ZigBee路由终端传递的信息来分别计算距离ZigBee定位终端的距离d1、d2、d3，分别以三个ZigBee路由终端为圆心，以ZigBee定位终端距离三个ZigBee路由终端的距离d1、d2、d3为半径画圆，三个圆交点位置即为估计的ZigBee定位终端的位置。
所述Zigbee地图模块包括：
地图设置子模块：将处于关键地理位置的Zigbee路由终端作为定位点，将剩余的Zigbee路由终端根据定位点在地图上唯一确定；
地图调整子模块：根据计算的Zigbee路由终端距离ZigBee定位终端的距离，与区域地形图进行比对，当区域地形图显示比例不合适时，从整体上调整地图的显示比例，以便更好的显示ZigBee定位终端和Zigbee路由终端；
地图定义子模块： 确定突出地理位置的名称以及该位置附近对应的zigbee路由终端；根据多个确定z的igbee路由终端，来整体调整地图，并将多个zigbee路由终端展现在地图上，并定义名称；从数据库中找出定位计算模块确定的zigbee定位终端的地址，并在区域地形图上展示出来。
参见图2，为区域地形图或者地理图，其中有几个突出的地理位置可以明确的，可以在地图中标识出来，例如，山凹入口、果顶山、水井等，标识是通过软件定义。
参见图3，为zigbee路由终端自组图，形成相关自组网络，因为每个可以相隔50米，这个图是预计图。
参见图4，zigbee路由终端布点过程中有几个zigbee路由终端可以根据布点过程中突出地理位置来定义，例如在放置在耕地入口处时，就定义耕地入口点。
参见图5，根据几个可以明确位置的zigbee路由终端，这些终端与突出地图点相重合，并将其他位置的zigbee路由终端预计布置在区域地形图上，形成zigbee路由终端布点图。
参见图6，当移动zigbee定位终端在网络中出现时，系统可以算出在哪几个点附近，从而计算出zigbee定位终端的位置。
图7，在区域地形图中等同显示出zigbee定位终端位置以及对应附近的zigbee路由终端在区域地形图中的位置。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于ZigBee网络的移动目标定位方法，包括如下步骤：
（1）将ZigBee定位终端设置于对应的移动目标上，现场布置ZigBee路由终端，保证每个ZigBee定位终端设置能够与至少三个ZigBee路由终端通信，所述ZigBee路由终端能够至少与两个其它ZigBee路由终端通信，每个所述ZigBee定位终端具有唯一的终端模块编号，每个所述ZigBee路由终端具有标示其所在区域的地区编码；
（2）建立区域地形图和Zigbee路由终端自组网络平面图，在区域地形图标注突出地形点的突出标识点，在Zigbee路由终端自组网络平面图中标注Zigbee路由终端位置，形成自组网络，合并区域地形图和自组网络平面图；
（3）ZigBee定位终端不断发送自身的终端模块编号给其所在区域附近的ZigBee路由终端，ZigBee路由终端将接收到的终端模块编号信息以及自身的地区编码信息传送给下一个ZigBee路由终端；
（4）网络协调器汇集ZigBee路由终端发送来的信息，并将汇集的信息传输至GPRS，实现GPRS信号远程传输；
（5）接收到GPRS信号后，控制中心选择信号能量最强的三个ZigBee路由终端传递的信息来分别计算距离ZigBee定位终端的距离d1、d2、d3；
（6）分别以三个ZigBee路由终端为圆心，以ZigBee定位终端距离三个ZigBee路由终端的距离d1、d2、d3为半径画圆，三个圆交点位置即为估计的ZigBee定位终端的位置；
（7）将ZigBee定位终端位置分别在区域地形图和自组网络平面图显示出来。
2.一种基于ZigBee网络的定位系统，其特征在于，包括：
Zigbee管理模块：实现Zigbee路由终端定义功能、Zigbee路由终端运行管理功能和Zigbee路由终端数据信息的导入功能，实现Zigbee定位终端的定位功能；
Zigbee地图模块：实现地图设置功能、调整模块和地图位置定义功能；
查询模块：查询关键位置Zigbee路由终端周边情况；查询ZigBee定位终端路由地点；查询ZigBee定位终端路由运动轨迹；
Zigbee定义子模块：对于关键地理位置的Zigbee路由终端定义名称或者编号，定义ZigBee定位终端的名称或者编号，定义网络路由器的名称或者编号；
Zigbee运行管理子模块：定时接收网络协调器传送的信号，可以了解Zigbee信号的发送功率，发送时间，针对以上数值，查询是否有故障的Zigbee路由终端，查询整体传输网络通畅性；
信号导入子模块：将接收的各种不同用途的Zigbee信号导入相应数据库，从而功能性一一对应，明确在应用中的功能；
定位计算模块：选择信号能量最强的三个ZigBee路由终端传递的信息来分别计算距离ZigBee定位终端的距离d1、d2、d3，分别以三个ZigBee路由终端为圆心，以ZigBee定位终端距离三个ZigBee路由终端的距离d1、d2、d3为半径画圆，三个圆交点位置即为估计的ZigBee定位终端的位置；
所述Zigbee地图模块包括：
地图设置子模块：将处于关键地理位置的Zigbee路由终端作为定位点，将剩余的Zigbee路由终端根据定位点在地图上唯一确定；
地图调整子模块：根据计算的Zigbee路由终端距离ZigBee定位终端的距离，与区域地形图进行比对，当区域地形图显示比例不合适时，从整体上调整地图的显示比例，以便更好的显示ZigBee定位终端和Zigbee路由终端；
地图定义子模块： 确定突出地理位置的名称以及该位置附近对应的zigbee路由终端；根据多个确定的ZigBee路由终端，来整体调整地图，并将多个zigbee路由终端展现在地图上，并定义名称；从数据库中找出定位计算模块确定的zigbee定位终端的地址，并在区域地形图上展示出来。
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