无线传感节点设计.doc

:..基于WiFiSoC的室内定位节点设计与实现宋宇宁1,2,罗海勇2,杨波1,张波21(北京邮电大学,信息与通信工程学院,北京100876)2(中国科学院计算技术研究所,普适计算研究中心,北京100190)摘要: 随着无线传感器网络的发展以及WiFi基础设施的广泛应用,室内环境基于位置服务成为人们关注的焦点。本文设计及实现了一种基于WiFiSoC的低功耗定位节点。该节点采集室内环境中多个无线接入点的信号强度,发送给服务器进行节点定位。该节点联合采用周期性睡眠与基于加速度传感器的运动检测机制降低能耗。关键词: 室内定位;接收信号强度;WiFi传感节点;低功耗中图法分类号: TP393 文献标识码:A1引言无线局域网在人们工作、生活中的迅速普及与应用,为基于Wi-Fi(WirelessFidelity)的室内定位提供了十分便利的条件。无线传感器节点可通过无线路由器接入到网络,并与服务器进行数据传输。同时,无线传感节点又可通过采集环境中的无线路由器发送的信号强度来进行室内的定位。基于Wi-Fi的室内定位可广泛地应用于公司大楼、展览馆、物流管理等场景,提供位置信息,方便人们的出行或人员和物品的管理[1]。2相关研究无线传感节点是无线传感器网络硬件基础,它同时具有数据采集、信息处理、无线通信等功能。无线传感节点设计主要考虑硬件成本、数据处理及存储能力、节点功耗等因素[2]。目前,常用的无线传感节点有Telos[3]、Imote[4]和Mica系列[5]。其中Telos是UCBMote系列传感节点,支持ZigBee协议,采用USB接口,省去了对开发板的依赖。Imote是Intel公司研制的传感节点,支持蓝牙和ZigBee,采用Intel的XScale处理器,处理能力较强。Mica系列节点是加州大学伯克利分校研制的传感器网络研究用试验节点,其代表性节点有Mica2和MicaZ。Mica2节点使用Atmel公司的低功耗八位微控制器Atmega128L,操作系统采用传感器网络专用TinyOS,该操作系统采用基于组件化编程的nesC语言进行开发。MicaZ是Crossbow公司开发的支持ZigBee的传感节点。上述节点一般需要使用传感器网关才能接入IP网,需要部署专门的基础设施,不太适用于室内场景的人员及物品定位[6][7][8]。针对室内定位需求,本文采用低功耗、嵌入式WiFiSoC(SystemOnChip)芯片,设计和实现了小型化、便携式定位节点。该节点采用周期性睡眠以及基于加速度传感器的运动检测机制,大大降低节点能耗。下面详细介绍节点的设计情况。。本室内定位系统由无线传感节点、无线访问接入点(AccessPoint,AP)和服务器构成。其中,AP采用深圳普联公司的TP-LINK无线路由器,供无线传感节点采集接收信号强度(ReceivedSignalStrengthIndication,RSSI)。在本系统中,少数AP还起到网关的作用,将无线传感节点的数据转发给服务器。系统在工作过程中,定位节点首先与网关,即少数指定的AP关联,接入到网络中,然后接受并采集室内环境中的AP信号强度,之后无线传感节