基于Zigbee技术的机坪移动目标监控网络能量优化方法研究*

陈维兴，李雯清，孙毅刚

(中国民航大学航空自动化学院，天津300300)

近年来，民航飞机在停机坪被碰撞的事故不断发生，2005年仅一年就有三架客机分别在白云、咸阳、首都机场被车辆撞坏。本文所述的“机坪动目标监控网络”利用Zigbee网络实现对机坪移动目标进行实时监控，在天津机场测试过程中完全实现了既定功能，但也暴露出了网络能耗较高以及随之产生的定位计算偏差和滞后加重的问题，在一定程度上影响了使用效果。在Zigbee网络中，MAC层所定义的超帧机制和CSMA/CA算法可以在很大程度上影响节点能耗，对电池供电的节点具有很强的实际意义[1]。

1 机坪动目标监测系统[2－3]

系统被划分为若干子网，各子网对其所覆盖停机位内的动目标定位，整个定位区域的动目标位置信息经候机楼内综合布线系统送交中心主机显示。ZigBee子网由固定节点RN、车载节点BN与网关组成，利用 RSSI原理对 BN定位。BN采用 TI的CC2431做处理器，利用其内置定位引擎完成定位:BN周期根据LQI接收周边至少3个RN的固定坐标值，同时参考该RN的RSSI值计算节点间距，然后根据接收到的3个(或更多)RN的固定坐标以及节点间距计算BN的自身位置，最后将BN自身坐标上传至上位机。图1表示子网内数据通信链路和数据传递的关系。

系统使用中出现定位误差频度和幅度增加的现象，同时上位机用于显示车辆实时位置的图标出现了刷新变慢的情况，而此时测量节点电池，发现电池电压已经处于下降甚至欠压状态。实验采集数据如表1。……