基于TInyOS的CC2430定位方案

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　　1 CC2430芯片介绍

　　CC2430芯片是TI/Chipcon公司生产的真正意义上的片上系统（SOC）级解决方案，它集增强型工业标准8051核心、优秀的射频芯片CC24 20、强大的外围资源于一体。集成的外设资源主要有DMA、定时/计数器、看门狗定时器、AES-128协处理器、8通道8~14位ADC、USART、休眠模式定时器、复位电路及21个可编程I/O,支持IEEE802.15.4和ZigBee协议。

　　CC2430芯片具有性能高、功耗低、接收灵敏度高、抗干扰性强、硬件CSMA/CA支持、数字化RSSI/LQI支持、DMA支持等特点，支持无线数据传输率高达250 kbps.

　　2 TinyOS系统与nesC语言

　　由于无线传感器网络的特殊性，需要操作系统能够高效地使用传感器节点的有限内存、低功耗处理器、多样传感器、有限的电源，并且能对各种特定应用提供最大的支持。

　　基于此，UC Berkeley研究人员专为嵌入式无线传感器网络开发出TinyOS系统，目前已经成为无线传感器网络领域事实上的标准平台。 TinyOS系统具有组件化编程、事件驱动模式、轻量级线程技术、主动消息通信技术等特点。TinyOS采用组件架构方式，快速实现各种应用，组件包括网络协议、分布式服务、传感器驱动以及数据获取工具等，一个完整的应用系统通过组合不同的组件来实现。采用事件驱动的运行模型，可以处理高并发性的事件，并实现节能。

　　TinyOS应用程序通常由顶层配件、核心处理模块和其它组件构成。每个应用程序有且仅有一个顶层配件，组件间通过接口进行连接通信，下层组件提供接口，通过provideinterface interfaceName来声明，上层组件使用接口，通过useinterface interfaceName来声明。接口提供两类函数，分别是命令（command）函数与事件（event）函数，上层组件向下层组件发出命令，启动下层组件的功能：下层组件完成相应的功能后向上层组件报告事件。应用程序总体框架如图1所示。

　　TinyOS系统本身以及应用程序都是采用nesC语言编写，nesC语言是对C语言的扩展，具有类似于C语言的语法，但支持TinyOS的并发模型，同时具有组件化机制，能够与其他组件连接在一起从而形成一个鲁棒性很好的嵌入式系统。nesC语言把组件化/模块化的编程思想和基于事件驱动的执行模型紧密结合起来。应用nesC语言能够更快速方便地编写基于TinyOS的应用程序。

　　3 RSSI定位原理

　　RSSI全称Received Signal Strength Indicator（接收信号强度指示），是一种基于距离的定位算法。RSSI原理是已知发射节点的发射信号强度，接收节点根据接收信号的强度，计算出信号在传播过程中的损耗，利用理论和经验模型将传输损耗转化为距离，再根据接收节点的已知位置利用三边测量法计算出发射节点的位置。由于该方法不需要额外的硬件设备，是一种低功耗廉价的测距技术，因此在很多项目中得到了广泛的应用。

　　本文在RSSI定位基础上使用质心算法提高定位精度，如图2所示，最后求得的盲节点坐标为点D、E和F组成的三角形的质心。