基于ZigBee技术的消防员定位系统研究与实现

【摘要】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(ReceivedSignalStrengthIndication)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。
【作者】董林莲；
【导师】吴赟；
【作者基本信息】东华大学，电子与通信工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】ZigBee技术；消防员定位；室内无线定位；RSSI；

【参考文献】
[1]彭笑怒.抑制聚二磷酸腺苷核糖聚合酶1减轻尼古丁诱导的人支气管上皮细胞炎症反应的研究[D].山东大学,外科学,2013,硕士.
[2]李馨欣.基因转染RP105抑制TLR4对大鼠心肌缺血再灌注损伤的保护及机制研究[D].三峡大学,免疫学,2013,硕士.
[3]李如忠,童芳,周爱佳,吴亚东,张萍,喻佳.基于梯形模糊数的地表灰尘重金属污染健康风险评价模型[J].环境科学学报,2011,08:1790-1798.
[4]王芳园.中国传统“贵生”之德及其现代意义[D].湖南工业大学,伦理学,2012,硕士.
[5]王晶怡.论《功夫熊猫》中中国元素的运用[D].南京师范大学,动画,2012,硕士.
[6]■方丽朱赛鸿■FangLiZhuSaihong.光伏表皮材料与高层住宅立面一体化设计研究[J].城市建筑.
[7]程轶平,郑大钟.非自治非线性DEDS的周时研究[J].控制与决策,2003,03:295-299.
[8]段保林.大开口逆作法在基坑工程中的应用研究[D].西安工业大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[9]李亚明.基于正交匹配追踪算法的新生儿疼痛表情识别[D].南京邮电大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[10]崔莉.初二学生英语自我效能感的实验研究[D].山东师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[11]王铭,成言.学校无线广播电台及其接收机的研制[J].外语电化教学.1992(02)
[12]朱向炜.Ti、Zr元素对钼合金组织和性能的影响[D].河南科技大学,材料加工工程,2014,硕士.
[13]李春.韩国留学生汉语体标记习得与母语负迁移研究[D].吉林大学,汉语国际教育,2013,硕士.
[14]张荣,卢燕青.一种下一代网络中差异化应用方案[J].电信网技术.2007(05)
[15]喻莹.阮曲《幽远的歌声》解析[D].中国音乐学院,音乐学,2013,硕士.
[16]林朝晖.新一代血管移植物在腹主动脉瘤腔内修复术中的疗效及并发症分析[D].福建医科大学,影像医学与核医学,2014,硕士.
[17]徐丽红.金、银纳米线的制备及其光学性质的研究[D].南京航空航天大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[18]郭萌萌.我国政府成本会计问题研究[D].北方工业大学,会计学,2013,硕士.
[19]赵远林.无线泛在网络下虚拟终端系统若干关键技术研究[D].南京邮电大学,电子与通信工程（专业学位）,2013,硕士.
[20]苏孟兴.催化合成生物柴油固体催化剂的研究[D].北京化工大学,材料科学与工程,2012,博士.
[21]党元臻.基于视频序列的目标检测与跟踪[D].山东大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[22]倾彩霞.纳米Li_2FeSiO_4/C锂离子电池正极材料的制备及性能研究[D].兰州理工大学,化学工艺,2014,硕士.
[23]黄梅珍.Android NFC手机支付的实现与应用[D].华南理工大学,计算机技术,2012,硕士.
[24]庞雅魁.论虐待罪的发展与完善[D].中国政法大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[25]李允博,徐荣.数据业务承载技术应用分析[J].电信网技术.2007(08)
[26]张江伟.社区警务背景下警察权权威基础的构建[J].四川警察学院学报,2015,01:135-140.
[27]朱晓云.我国通用航空安全管理体系建设研究[D].西南大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[28]李婷.幼儿园户外活动环境的优化研究[D].沈阳体育学院,体育教育训练,2014,硕士.
[29]周平,岳恒,赵大勇,柴天佑.基于案例推理的软测量方法及在磨矿过程中的应用[J].控制与决策,2006,06:646-650+655.
[30]王晓燕.社会认知视域下的课堂会话协商特征研究[D].山东大学,英语语言文学,2014,博士.
[31]王宇东.数字图书馆运营模式电子商务化研究[D].吉林大学,情报学,2004,硕士.
[32]许胜祥.电地暖中嵌入式温度监测系统的设计[D].华中师范大学,无线电物理,2014,硕士.
[33]雷明菊.采用B/S结构的OLAP系统的研究[D].东南大学,2004.
[34]朱文力.Wi-Fi接入控制器管理系统配置模块与前台开发框架设计[D].华东理工大学,软件工程,2013,硕士.
[35]冯少华.手术中呼吸音监测系统的设计与实现[D].哈尔滨理工大学,模式识别与智能系统,2012,硕士.
[36]本报记者宋阳.唐山电信加强数据集中管理[N].中国计算机报,2001-11-01A08.
[37]陈锋莉.基于组件的库存管理系统的研究及开发[D].西北工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[38]黄文育.石墨烯可饱和吸收的掺铒光纤锁模激光的研究[D].山东大学,2013.
[39]姚康佛.接触网导线发生自由振动的原因及预防措施[J].电气化铁道.1999(04)
[40]蒋益锋.杭州市住宅市场分析及泡沫风险防范研究[D].浙江工业大学,2004.
[41]罗曼.数据库出版发展研究[D].武汉理工大学,传播学,2013,硕士.
[42]杨春雷.Ga（In）NAs的光电特性及应用[D].中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）,凝聚态物理,2001,硕士.
[43]谭慧婷.论我国食品召回法律制度的完善[D].西南政法大学,经济法学（专业学位）,2012,硕士.
[44]顾立三,尤家宜.旧区开发探索新路谈复兴东路沿线地区改造的特色[J].上海建设科技.1996(03)
[45]李业.低压弯掠轴流风机改型设计与气动噪声预测[D].华中科技大学,流体机械及工程,2013,硕士.
[46]李德春.二维光学内反射微小角度传感器的研究[D].天津大学,测试计量技术及仪器,2004,硕士.
[47]戴瑞磊.体育教育专业排球课程运用合作教学理论的实验研究[D].山东师范大学,体育教育训练学,2003,硕士.
[48]杜群.双代号网络计划综合优化研究[D].天津财经大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[49]倪尚谦.特高压静止移相器的基本设计与电磁暂态研究[D].中国电力科学研究院,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[50]刘正刚.建设工程施工合同法律实务研究[D].贵州民族大学,法律,2014,硕士.