一、無線定位技術正在走向我們的生活

　　現在養寵物是很平常的事，小貓、小狗隨處可見，但是這些寵物都能到處跑，一不小心就會迷失，尋找寵物成了一件費心的事情，需要到處貼海報，登廣告等。但是隨著科技進步， 一些新的科技進入了我們的生活，很多煩心的事情，就變得很簡單，看看這個畫面：

　　鄰居王太太心愛的小貓失蹤了，王太太好像也不很著急，從口袋里掏出一個小小的，像手機一樣的東西，有個小小的彩色屏幕，老太太那這個小東西， 好像一個“魔鏡”一樣， 看到屏幕上一個彩色的小球在移動，老太太一邊念叨著“好個小東西，看你往哪里跑”一邊在屏幕指引下，很快在很遠的地方找到了自己的小花貓，鄰居看見那個小花貓前腿上，固定了個小小的特制塑料牌大小的東西……

　　再看看這些鏡頭：

　　你去商場想要為另一半尋找最合適的生日禮物，該從那里著手？其實很簡單，只要拿出行動電話或PDA搜尋禮品區，行動裝置就會顯示賣場地圖，并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東西……

　　繁忙的礦井深處，一聲巨響礦井里漆黑一片，可是遍布井下的低功耗無線網絡，卻能準確的找到每一個被困井下的礦工的精確位置，因為每個礦工，都有一顆特制的鈕扣，里面有一個無線定位芯片……有了這些實時準確的信息，救援工作有條不紊地進行……

　　繁忙的急救中心，正在搶救一位重病患，時間就是生命，需要一種特殊的醫療儀器，但是手術室一時沒有發現，護士在電腦中，輸入該儀器的名字，幾秒鐘時間，電腦屏幕上，就準確顯示出該儀器的位置，這是因為每臺儀器上，都有一個無線定位芯片，在需要時你可以準確發現該儀器在醫院中的精確位置。

　　正像GPS衛星無線定位技術快速普及一樣，全新的許多以無線單片機為核心的新興無線定位技術，已經開始嶄露頭角，TI公司的CC2431芯片和ZigBee技術聯手打造的新型無線定位技術，就是這些技術中比較優秀的一種。

　　采用該項新技術實現無線定位，具有更低的成本，精度更高（3米以下）定位精度，能夠在室內，倉庫等環境下可靠工作等無可比擬的優點，在嵌入式無線領域中，引起了廣泛重視。

　　二、ZigBee無線定位技術原理

　　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系統(GPS)，利用ZigBee2006網絡的無線射頻基礎設施計算物品或人員的位置。

　　相較于GPS系統，把定位引擎和微控制器(MCU)全部整合至單晶片射頻收發器，不僅耗電量遠少于GPS硬體，成本更不到其十分之一，且無論在室內或室外，只要有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；裝運碼頭的貨柜追蹤，以及從網站追蹤特定設備。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。

　　多數無線傳感器網絡都需一套方法判斷網絡節點的位置，所以使用者必須在安裝時決定應該互相交換的資料，以及應與中央資料搜集點互傳資料的節點。市場上許多解決方案透過軟體計算網絡節點位置，這類系統的節點讀取位置計算所需的參數，然后把資訊送到中央資料搜集點，算出位置后再傳回給節點，這個過程的運算量很龐大，須用到個人電腦或高效能微控制器。

　　這種計算位置的方式僅對小型網絡和少數節點有用，因為執行計算所需的網絡流量會隨著節點數目的指數增加。高流量負載和頻寬不足讓這套方法只能用于電池供電的網絡，可利用分布式定位計算解決這個問題，可先讓網絡節點找出多個已知位置且距離最近的參考節點，然后根據參考節點傳來的資訊計算本身的位置，因此，網絡流量將只出現在待測節點(Blind Node)連接范圍內的節點。另外，由于網絡流量只會隨待測節點的數目等比例增加，所以同一個網絡可有很多個待測節點。

　　定位引擎會根據無線網絡里，相鄰無線裝置傳來的接收訊號強度指標(RSSI)計算自己的位置。隨著環境不同，兩臺無線裝置之間的RSSI訊號會有很大差異，舉例來說，若有人在兩臺無線裝置的中間走過，接收訊號就可能減少30dBm，為彌補這么大的差異，定位引擎最多會根據十六臺無線裝置傳來的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。

　　在無線射頻網絡里，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待測節點。參考節點與待測節點之間唯一須要傳送的資訊就是參考節點的X和Y坐標。定位引擎會根據參考節點傳來的信息測量RSSI值，配合所收到的X和Y坐標計算其位置。 

　　有些定位引擎應用須安裝多個參考節點，作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，可廣泛用于家庭和工業自動化應用，且會有更多ZigBee裝置安裝到建筑物的基礎設施，使ZigBee技術更普及化。

　　典型的辦公室環境可能會利用ZigBee應用裝置控制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控制的電燈開關及設施，這些不同的設備很容易就能當作定位引擎的參考節點使用，一般而言，ZigBee無線裝置只需不到1KB的程式，就能擔任ZigBee2006協定堆疊之上的參考節點。定位引擎能搜集三至十六個參考節點的資料，再利用這些資料計算位置，其若收到超過十六個節點的資料，會根據這些參考節點的位置排序，然后使用前面十六個節點的RSSI值。

　　三、如何開發無線定位技術

　　開發無線定位技術很困難嗎? 回答是：不然，只要你具有單片機方面的基本基礎，加上比較熟悉C語言，你就具有了開發無線定位系統的基礎，當然另外一個必須的條件，你需要選擇一套自己的無線定位開發系統，

　　這套系統應該滿足下面的條件：

　　1)需要比較詳細的教材，能夠讓你學習相關入門的無線和無線定位技術基礎知識，目前很少有芯片制造公司愿意投資去開發這方面的詳細教材和教程。

　　2)一套可以實際動手的實驗裝置，和上面的教材相結合，指導讀者一步一步通過實驗來驗證教材上的原理，獲得實際動手開發無線定位產品的經驗。

　　3)相關的軟件源代碼實例，包括如何使用ZigBee通訊協議，數據效驗，無線通訊算法，網絡組織，相關無線定位的實現等等，讓使用者可以模仿這些代碼來開始學習過程。

　　4)實驗裝置要有比較直觀的顯示單元和執行部件，傳感器等。讓學習者能以直觀的方式，很容易的觀察無線通訊和無線網絡和無線定位的實際運行效果，克服沒有高頻實驗設備對學習帶來的困難。

　　5)需要必須的開發，編譯，下載，調試工具。配合進行實驗代碼的下載運行和實際進行無線產品開發。

　　6)需要平民化的價格，任何感興趣的工程師和單位能買得起。

　　目前市場上原廠提供的CC2431開發系統不但價格高昂（$2000美元），而且關鍵的顯示部分是字符LCD，不能顯示漢字，更為缺陷的是，沒有配套的教程和詳細中文教材支持，使你在進行復雜CC2431無線定位技術開發上，更加困難。（國內也有廠家在號稱推出了這樣的“原廠設計”的系統），但是這些仿制的“原廠設計系統”，也同時仿制了原廠系統的毛病-沒有配套的教程和詳細中文教材支持，沒有技術支持! 而且這些“工作室”、“山寨小作坊“所仿制系統的質量和服務也讓人止步。

　　目前，國內在嵌入式教材出版方面久負盛名的北航出版社和國內在這個領域最有實力的成都無線龍通訊科技公司合作，共同出版了8本詳細實用的無線單片機技術叢書，徹底解決了學習無線，ZigBee無線網絡，無線定位系統配套的教程和詳細中文教材的問題，目前已經被清華大學，中山大學等數十家大學選為教材。

　　其中< ZigBee 2006無線網絡和無線定位實戰>一書，采用通俗的語言，豐富的實驗代碼，完全配合無線龍通訊科技公司自主開發的，和ZigBee 2006完全兼容的CC2431高質量無線定位開發平臺。實現了無線定位系統的開發設計的完全解決方案，為任何希望開發無線單片機，開發無線定位的人，提供了入門，學習開發無線定位系統的完整，低價格，高可靠解決方案。