ZigBee網絡實現GPS功能
 成都無線龍通訊的C51RF-CC2431無線定位開發係統具有ZigBee網絡實現GPS功能，同時提供各種ZigBee(CC2430/CC2431)開發工具。
 定位引擎提供ZigBee網絡無線裝置高定位精確度
，且耗電低，還能減少額外通訊負擔，並能利用現有ZigBee基礎設施計算無線裝置在網絡裏的位置

，再由中央資料點搜集信息以供追蹤使用，或由使用者啟動此功能引導其在建築物內移動。
 想像到一個商場的賣場，想購買一樣稱心的商品，該從那裏著手？其實很簡單，如果商場上布置了定位係統，隻要拿出行動電話或PDA搜尋商品區，行動裝置就會顯示賣場地圖，並且告訴消費者往那個方向走，當消費者穿過賣場時，還會顯示可能感到興趣的商品。

 德州儀器(TI)ZigBee無線射頻元件CC2431所含的定位引擎(Location Engine)就像是室內全球衛星定位係統(GPS)

，利用ZigBee網絡的無線射頻基礎設施計算物品或人員的位置。相較於GPS係統，把定位引擎和微控製器(MCU)全部整合至單晶片射頻收發器
，不僅耗電量遠少於GPS硬體
，成本更不到其十分之一，且無論在室內或室外，隻要有ZigBee網絡的地方就能使用。常見應用包括從屋內不同房間移動時，遙控開燈或關燈；裝運碼頭的貨櫃追蹤，以及從倉庫追蹤特定貨物。定位引擎還能簡化無線網絡設定
，能在新設備加入網路時找出其所在位置。

 多duo數shu無wu線xian傳chuan感gan器qi網wang絡luo都dou需xu一yi套tao方fang法fa判pan斷duan網wang絡luo節jie點dian的de位wei置zhi
，所suo以yi使shi用yong者zhe必bi須xu在zai安an裝zhuang時shi決jue定ding應ying該gai互hu相xiang交jiao換huan的de資zi料liao，以yi及ji應ying與yu中zhong央yang資zi料liao搜sou集ji點dian互hu傳chuan資zi料liao的de節jie點dian。市shi場chang上shang許xu多duo解jie決jue方fang案an透tou過guo軟ruan體ti計ji算suan網wang絡luo節jie點dian位wei置zhi
，這zhe類lei係xi統tong的de節jie點dian讀du取qu位wei置zhi計ji算suan所suo需xu的de參can數shu，然ran後hou把ba信xin息xi送song到dao中zhong央yang資zi料liao搜sou集ji點dian
，算suan出chu位wei置zhi後hou再zai傳chuan回hui給gei節jie點dian，這zhe個ge過guo程cheng的de運yun算suan量liang很hen龐pang大da
，須xu用yong到dao個ge人ren電dian腦nao或huo高gao效xiao能neng微wei控kong製zhi器qi。
 這(zhe)種(zhong)計(ji)算(suan)位(wei)置(zhi)的(de)方(fang)式(shi)僅(jin)對(dui)小(xiao)型(xing)網(wang)絡(luo)和(he)少(shao)數(shu)節(jie)點(dian)有(you)用(yong)，因(yin)為(wei)執(zhi)行(xing)計(ji)算(suan)所(suo)需(xu)的(de)網(wang)絡(luo)流(liu)量(liang)會(hui)隨(sui)著(zhe)節(jie)點(dian)數(shu)目(mu)的(de)指(zhi)數(shu)增(zeng)加(jia)。高(gao)流(liu)量(liang)負(fu)載(zai)和(he)頻(pin)寬(kuan)不(bu)足(zu)讓(rang)這(zhe)套(tao)方(fang)法(fa)隻(zhi)能(neng)用(yong)於(yu)電(dian)池(chi)供(gong)電(dian)的(de)網(wang)絡(luo)，可(ke)利(li)用(yong)分(fen)布(bu)式(shi)定(ding)位(wei)計(ji)算(suan)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)

，可(ke)先(xian)讓(rang)網(wang)絡(luo)節(jie)點(dian)找(zhao)出(chu)多(duo)個(ge)已(yi)知(zhi)位(wei)置(zhi)且(qie)距(ju)離(li)最(zui)近(jin)的(de)參(can)考(kao)節(jie)點(dian)，然(ran)後(hou)根(gen)據(ju)參(can)考(kao)節(jie)點(dian)傳(chuan)來(lai)的(de)信(xin)息(xi)計(ji)算(suan)本(ben)身(shen)的(de)位(wei)置(zhi)，因(yin)此(ci)，網(wang)絡(luo)流(liu)量(liang)將(jiang)隻(zhi)出(chu)現(xian)在(zai)定(ding)位(wei)(移動)節點(Blind Node)連接範圍內的節點。另外，由於網絡流量隻會隨定位(移動)節點的數目等比例增加，所以同一個網絡可有很多個定位(移動)節點。本文介紹的結果是以ZigBee網絡測量值為基礎，但也適用於較簡單的IEEE 802.15.4網路。

剖析定位引擎技術
 定位引擎會根據無線網絡裏
，相鄰無線裝置傳來的接收信號強度指標(RSSI)計算自己的位置。隨著環境不同，兩台無線裝置之間的RSSI信號會有很大差異，舉例來說，若有人在兩台無線裝置的中間走過，接收信號就可能減少30dBm，為彌補這麼大的差異，定位引擎增加多台無線裝置傳來的RSSI值進行計算
，以便得到精確的位置
，這種做法的邏輯是利用多個節點求取平均值，即可將RSSI的變異量消除。
 在無線射頻網絡裏，已知位置的定位引擎無線裝置稱為參考節點(Reference Nodes)，須要計算其位置的節點稱為定位(移動)節點。參考節點與定位(移動)節點之間須要傳送的信息就是參考節點的X和Y座標以及RSSI值。定位引擎會根據參考節點傳來的訊息測量RSSI值，配合所收到的X和Y座標計算其位置。

 有些定位引擎應用須安裝多個參考節點，做為基礎設施架構的一部分。 ZigBee技術提供家庭
、辦公室和工業應用無線遙控能力，可廣泛用於家庭和工業自動化應用，且會有更多ZigBee裝置安裝到建築物的基礎設施
，使ZigBee技術更普及化。
 典型的辦公室環境可能會利用ZigBee應用裝置控製每間辦公室和會客室的空調設備及含有溫度感測器的交流電源管線
，每個房間還可能有ZigBee控製的電燈開關及設施
，這些不同的設備很容易就能當做定位引擎的參考節點使用，一般而言，ZigBee無線裝置隻需很少程式，就能擔任ZigBee協定堆疊之上的參考節點。定位引擎能搜集3至16個參考節點的資料(實際參與計算的最多8個參考節點信息)，再利用這些資料計算位置
，其若收到超過8個節點的資料，會根據這些參考節點的位置排序，然後使用前麵8個節點的RSSI值。

擴大定位引擎連線距離
 定位引擎的連線範圍為64米×64米(實際有效距離為63.75)，duoshuyingyongquexuyaohangaigengdadefanwei。youliangzhongfangfanengkuodazhegejuli，qiyiweizengjiacankaojiediandeshuchugonglv，tongshijiangdidingweiyinqingdejisuanjiexidu
，dierzhongweijiangduogecankaojiedianfangzaijiaodadequyu
；執行定位計算時，先找出信號最強的參考節點，然後計算其與該節點的相對位置。
 第二種方法的效果較好，因不須降低精確度
，就能讓定位引擎涵蓋很大的區域。網絡的定位(移動)節點會送出一個廣播訊息，然後搜集所有相鄰參考節點傳回的資料，並找出信號最強的參考節點及其X和Yzuobiao。jiezhe，dingweiyinqinghuijisuanqitajiedianxiangduiyugaicankaojiediandezuobiao


，chuliwanzhexieziliaohou，zhiyaozaijiashangzuijincankaojiediandeweiyizhi


，jikededaoqizaizhegepangdawangluolideshijiweizhi。

 天(tian)花(hua)板(ban)和(he)地(di)板(ban)無(wu)論(lun)在(zai)室(shi)內(nei)或(huo)室(shi)外(wai)環(huan)境(jing)都(dou)會(hui)吸(xi)收(shou)信(xin)號(hao)，因(yin)此(ci)選(xuan)擇(ze)參(can)考(kao)節(jie)點(dian)位(wei)置(zhi)時(shi)必(bi)須(xu)將(jiang)這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)列(lie)入(ru)考(kao)慮(lv)
，才(cai)能(neng)提(ti)供(gong)最(zui)遠(yuan)的(de)連(lian)線(xian)距(ju)離(li)。最(zui)理(li)想(xiang)的(de)情(qing)形(xing)是(shi)讓(rang)所(suo)有(you)節(jie)點(dian)的(de)高(gao)度(du)相(xiang)同(tong)
，並(bing)且(qie)遠(yuan)離(li)地(di)麵(mian)
、tianhuabanheqiangbi，danzhezaishijiwangluobujianquehennanzuodao。cishi，bufangjiangcankaojiediangudingzaitianhuabanhuolvediyutianhuabandeweizhi，bingjiangtianxiandaozhiyibianshepinxinhaoxiangwaihexiangxiachuansong

，zhiyudingwei(移動)jiedian，wulunshishoutishihuogudingzaimouxieshebei

，qigaodudouyingweiyuyibanrenzhanlishidetoubuheyaobuzhijian。zhezhongshedingfangshijiangtianhuabanhedibanxishoudexinhaojiandaozuishao
，tongshijiangrenyuanheqitawutizaihuanjingzhongbuduanyidongsuozaochengdeganraojiangdizuidi。

 為(wei)了(le)計(ji)算(suan)室(shi)內(nei)效(xiao)能(neng)，此(ci)處(chu)以(yi)一(yi)個(ge)包(bao)含(han)八(ba)個(ge)參(can)考(kao)節(jie)點(dian)的(de)辦(ban)公(gong)室(shi)網(wang)絡(luo)為(wei)例(li)。這(zhe)些(xie)參(can)考(kao)節(jie)點(dian)分(fen)布(bu)在(zai)各(ge)角(jiao)落(luo)和(he)其(qi)他(ta)有(you)空(kong)間(jian)的(de)地(di)方(fang)
，如(ru)辦(ban)公(gong)室(shi)家(jia)具(ju)和(he)其(qi)他(ta)設(she)施(shi)的(de)表(biao)麵(mian)
，高(gao)度(du)則(ze)介(jie)於(yu)腰(yao)部(bu)和(he)肩(jian)膀(pang)之(zhi)間(jian)，把(ba)這(zhe)8個節點編號為A～H，在ZigBee(CC2431)定位係統中最高分辨率為0.25米。
 位置估計值是由6個預先選擇的節點負責搜集，每個定位(移動)節點還會將每次定位計算所得到的20個讀數平均，其結果如表1所示。

 搜集完4個參考節點的資料後，再把另外4個參考節點加入係統

，然後同樣計算這4個定位(移動)節點的位置估計值，計算新加入的參考節點會對位置估計值產生多大影響

，使用8個參考節點的測量結果如表2所示。所有數據都以米為單位，其中編號2～4所有的數據皆在網格範圍內。
 
 從表1和表2可ke看kan出chu，隻zhi要yao節jie點dian位wei置zhi在zai網wang絡luo周zhou邊bian範fan圍wei內nei
，定ding位wei精jing確que度du就jiu可ke大da幅fu提ti高gao，除chu此ci之zhi外wai
，定ding位wei精jing確que度du也ye會hui隨sui著zhe參can考kao節jie點dian的de數shu目mu增zeng多duo而er提ti高gao。如ru把ba另ling外wai4個參考節點加入這項實驗後，不但4個定位(移動)節點的定位更精確，標準差也比較小，亦即數據更一致。

精確度受RSSI值所處環境影響
 定位引擎是利用周圍參考節點傳來的RSSI測量值計算定位(移動)節點的位置，但RSSI卻會隨著許多因素改變
，如天線設計、周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)和(he)其(qi)他(ta)鄰(lin)近(jin)的(de)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)源(yuan)。定(ding)位(wei)引(yin)擎(qing)會(hui)把(ba)幾(ji)個(ge)節(jie)點(dian)傳(chuan)來(lai)的(de)位(wei)置(zhi)資(zi)料(liao)平(ping)均(jun)，因(yin)此(ci)增(zeng)加(jia)節(jie)點(dian)數(shu)目(mu)可(ke)減(jian)少(shao)對(dui)個(ge)別(bie)節(jie)點(dian)的(de)依(yi)賴(lai)程(cheng)度(du)

，進(jin)而(er)提(ti)高(gao)整(zheng)體(ti)精(jing)確(que)度(du)。
 參(can)考(kao)節(jie)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)也(ye)會(hui)影(ying)響(xiang)定(ding)位(wei)精(jing)確(que)度(du)
，這(zhe)主(zhu)要(yao)是(shi)因(yin)為(wei)參(can)考(kao)節(jie)點(dian)的(de)位(wei)置(zhi)很(hen)接(jie)近(jin)地(di)板(ban)或(huo)天(tian)花(hua)板(ban)等(deng)表(biao)麵(mian)時(shi)，其(qi)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)會(hui)被(bei)這(zhe)些(xie)表(biao)麵(mian)吸(xi)收(shou)。此(ci)時(shi)不(bu)妨(fang)改(gai)用(yong)等(deng)向(xiang)天(tian)線(xian)，才(cai)能(neng)將(jiang)信(xin)號(hao)延(yan)著(zhe)所(suo)有(you)方(fang)向(xiang)均(jun)勻(yun)傳(chuan)送(song)出(chu)去(qu)。