摘要：该文基于无线传感器网络技术，设计一套人员定位系统服务器软件，实现对室内人员定位系统的设备配置、人员信息的录入、人员位置的图形化实时显示等功能。该人员定位系统由无线发射器、无线接收器、数据总线、服务器构成。无线发射器周期性发射人员的编号；无线接收器可接收其周围的发射器所发出的信号；服务器可以通过数据总线，从接收器获得人员信息，并进行记录、管理。该软件的设计为室内人员定位系统的实际应用提供了参考。
关键词：无线传感器网络；无线收发器；定位系统；图形化显示；服务器软件
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）29-6548-02
无线传感器网络，由部署在监测区域内，具备探测、数据处理、存储和无线通信能力的传感器节点，自组成网达成应用目标，其目的是协作地采集、处理和传输网络区域内被感知对象的信息，并发送给观察者[1-5]。无线传感器网络技术特别适合于，在无法接收GPS（Global Position System）信号的区域，实现对目标的定位和跟踪。该文基于无线传感器网络技术和对用户需求的长期调查，以服务器、无线收发器等为硬件平台，设计一套人员定位系统服务器软件，实现对室内人员定位系统的设备配置、人员信息的录入、人员位置的图形化实时显示等功能，为室内人员定位系统的实际应用提供了参考。
1 软件设计
1.1 系统组成
该人员定位系统由用户佩戴的无线发射器，以及无线接收器、数据总线、服务器构成。其中无线收发器采用Freescale公司推出的MC13213芯片，它主要由微处理器和射频模块两部分组成。其主要特点有：其设计构架符合IEEE802.15.4标准；接收灵敏度<-92dBm，发送功率为-28.7dBm到+3.4dBm可调；拥有0～15（共16）个可选工作信道；采用直接序列扩频的二进制编码方式，增强了抗干扰能力；采用数字相移键控调制技术，大大降低了数据传输的误码率；采用免冲突的载波检测多址接入机制，避免了数据传输过程中的冲突[6]，可以保证系统的可靠性。系统中①无线发射器由目标人员携带，可以周期性的发射编码信息；②无线接收器，安装于走廊、房间内的固定位置，通过数据总线连接至服务器，用于接收发射器发出的信号，并记录每个发射器的编号、信号强度等信息；③服务器负责通过数据总线，查询各接收器记录的发射器信息，则得到人员的大致位置，即人员在某一接收器附近。当同一个发射器的编码信息被多个接收器记录时，则默认探测到信号强度值最大的接收器的所在位置为目标人员位置，并对信息进行记录、管理。该系统结构，如图1所示。
1.2 软件设计
本服务器软件包括五部分，即硬件配置、数据通信、数据处理、图形化界面、系统报警。软件基于Visual Studio开发平台，采用C#语言进行编程。系统配置部分需要配置串口控件的相关参数，即设置服务器与各个无线接收器之间的通信速度，数据查询间隔时间等，例如波特率、停止位、校验位等[8]，系统中默认使用波特率为9600bps，停止位为1，校验位无。
数据通信部分主要负责循环发送命令至各个接收器，以获得各个接收器中记录的发射器编码及相应的信号强度信息，并将数据存储至SQL server数据库[7]。服务器软件与各个接收器之间的通信流程如下：①服务器发送版本查询命令，无线接收器将硬件版本信息发送给服务器；②服务器发送对时命令，无线接收器进行对时并发送对时成功确认帧至服务器。③服务器发送查询命令至接收器，接收器返回其记录的发射器编码及相应的信号强度信息。④服务器发送通信结束命令，接收器返回确认帧。上述步骤依次循环进行，构成了服务器与接收器之间的数据通信流程。
数据处理部分，周期性读取数据库，对各个接收器中记录的相同编码发射器的信号强度进行对比，选择最大信号强度接收器位置作为发射器的默认位置。图形化界面部分，负责显示各个接收器周围当前的人员信息，供管理员查看。软件界面截图如图2所示，左边栏为菜单，中间栏为图形示例，右边栏为实时通信数据。
考虑到系统的实用性，在系统报警功能中，设计了对无线发射器的电池电量报警功能，在电池电量低时，进行自动报警，以通知用户更换电池；设计了区域报警功能，在人员进入限制区域时，进行提示；根据数据总线数据的传输情况，对系统设备的异常工作进行报警。报警界面如图3所示。
2 结论
通过基于无线传感器网络的人员定位系统软件的设计，使无线定位网络通过数据总线与服务器软件建立数据通道。软件界面简洁，与数据库结合使用，使定位数据被记录和处理，并显示在界面上，该系统可以对室内的定位目标进行有效的定位和跟踪，有助于提高人员、贵重物品的监控、管理效率。
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