基于ZigBee技术的消防员定位系统研究与实现

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21世纪以来,我国的经济正处于飞速发展并转轨的时期,大中型城市中重特大火灾时常发生。在复杂的灭火救援的环境中,我们必须面对一个严肃的现状:我国广大的消防员在执行任务中出现的伤亡比例正在逐步的增加。如何能完成好救灾灭火任务,又能够保证好自身的生命安全,减少自身伤亡,是当今智能化时代的趋势。本课题主要是针对消防员在火场环境中人身安全问题,提出了一种基于ZigBee技术的面向消防员室内无线定位系统的研究与实现。首先,本文应用ZigBee无线通信技术实现了消防员室内无线定位技术。在该系统中,终端节点可以向路由器发送数据,路由器可以转发数据:系统利用ZigBee组网特性,从数据包中提取RSSI(Received Signal Strength Indication)值,作为发射结点与接收节点之间距离的参考,利用定位算法计算出未知节点的位置。其次,考虑到基于ZigBee技术的消防员室内无线定位系统的精度不高,系统中基于误差产生原因设计出一种距离与RSSI区间映射原理的算法,继而提出了基于RSSI-COR-DIS模型改进定位算法,该算法适应不同的复杂环境,理论上,在消防员火场中有很好的可建性。为了完善系统,还对实际路由节点位置安放对未知节点位置定位影响进行讨论,初步得出在何种情况下可以得到良好的定位效果。除此之外,为了实现三维定位,设计出一种测量高度的简易方法;相对一些三维定位,该方法不仅实现简单,而且准确度高。最后,为了实现火场救援的消防员位置实时监控,设计并制作了实时监控软件;该软件是通过RS232串口线连接PC和ZigBee系统中的协调器。安装和使用之后,可以实现对呼救消防员实施救援,指挥中心还可以根据消防员发回的火场温度数据判断火场环境,并指挥火场救援活动。文章在最后还列出了进一步开发需要开展的工作,指出了消防员室内无线定位技术系统有待解决和完善的问题,提出了扩展定位系统性能和应用领域的几点意见,引出了后续系统改进的一些建议。
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