基于ieee 802.15.4 协议标准的星型定位网络

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1、§1.1.基于IEEE802.15.4协议标准的星型定位网络(1)实验目的本实验是在基于Gainz教学开发平台的定位系统上操作完成的。在此过程中，我们进一步地在实践中证明了定位实验在Gainz平台上的可行性（从理论上讲是可以的）。而我们实验的目的，简要而言就是在一个基于IEEE802.15.4协议标准的星型网络中，通过Coordinator取得RSSI（接收信号强度指示器）的值，结合参考节点的位置坐标来大致判断出待测End_device的位置。(2)实验设备硬件：PC机一台GAINZ教学开发平台一套软件：WINAVR20050214AVRStudioV4.07串口调

2、试助手(3)实验内容由于读者已在前面系统学习过IEEE802.15.4协议规范的内容，并做了大量实验进行验证，这里就不再对这方面内容进行叙述了，我们这里的定位实验是在前面实验的基础上，通过串口调试助手打印出Coordinator的RSSI的值，并结合参考End_device和Coordinator的位置坐标来判断出待End_device的大致位置（这里的实验是根据二维的情况设置的）。代码以库文件形式给出，同前面的实验一样，其中的Main.c文件需要读者自己编写。(4)实验原理本定位网络是基于802.15.4协议规范搭建的，网络环境由一个Coordinator，若干参

3、考End_device以及一个待测End_devica组成。在实验开始前，我们会先测量出各节点的电池电压看看是否相同，这里建议各节点都采用新电池供电，避免由于电池电压的不同给实验结果带来偏差。然后将除待测节点外的所有节点的位置坐标进行详细记录，这样，我们就做好实验开始之前的准备工作了。本实验的原理，就是通过串口调试助手打印出Coordinator收到End_device的帧时其RSSI（接收信号强度指示）的值，通过比较收到的来自各参考End_device的RSSI值与待测End_device的RSSI值，以及在实验前记录好的节点位置坐标，大致判断出待测End_dev

4、ice的位置。(1)实验预习要求读者应做过前面的“基于IEEE802.15.4协议标准的星型网络”实验，了解其组网和通信的详细过程。本实验是完全基于IEEE802.15.4协议标准的星型网络做的定位系统，所以这一块的通信过程读者务必熟悉。(2)实验步骤(1)启动WINAVR，使用programmerNotepad新建两个工程分别为Coordinator、End_device。(2)将光盘中与此实验中相应的设备源代码和库文件包含进相应的工程。(3)工程中的Main.c文件需要读者自己参考后面的附件《Main.c文件编程描述》写出这块代码。(4)使用Mfile生成Mak

5、efile文件，分别保存在相应的工程文件夹中。(5)编译连接工程，生成可执行文件。(6)使用编程器将得到的.hex文件下载到相应的GAINZ实验板flash中。(7)将Coordinator节点通过串口与PC相连，启动串口调试助手，打开Coordinator，注意其LED灯的反应（这在前面的实验中已有过说明），当Coordinator开始广播信标帧时，依次打开参考End_device与待测End_device（这里我们使用4个参考End_device）。以第一个加入网络的End_device为例，在其加入的过程中串口调试助手会打印出如下信息：ffe3ffe7ffe7

6、ffe4ThisRSSIisfromEnd_devicenode0x1201.这里的ffe3、ffe7、ffe7、ffe4的低8位便是RSSI的值，为什么是4个呢？那是因为在End_device加入网络时，Coordinator一共要收到4个帧，按顺序分别为association_request、data_request、ack以及数据帧，由于我们是在接收中断处打印的RSSI值，所以每收到一个帧都会打印出一个RSSI的值，为了实验的准确性，一般是等到网络稳定时，即所有End_device都已加入到Coordinator所发起的网络中，再开始记下来Coordinato

7、r收到来自各End_device的数据帧时的RSSI值。即一般有如下类似信息出现时，才可作为实际测量值记录下来。ffe2ThisRSSIisfromEnd_devicenode0x1201.ffebThisRSSIisfromEnd_devicenode0x1202.ffeaThisRSSIisfromEnd_devicenode0x1203.这里的信息表示Coordinator一次收到了来自于End_device0x1201、0x1202以及0x1203的数据帧时其RSSI值，取低八位即e2、eb和ea。因为这里是从16位寄存器RSSI中取值，但RSSI的值放