引言

本文旨在探讨TI公司推出的CC2431片上系统（SoC）解决方案，它配备了硬件定位引擎，满足低功耗ZigBee/IEEE 802.15.4无线传感器网络的应用需求。CC2431的定位引擎基于RS-SI技术，利用接收信号强度与已知参考节点位置来准确计算相关节点位置，并将位置信息发送至接收端。相较于集中型定位系统，RS-SI功能降低了网络流量与通信延迟，在典型应用中可实现3～5 m定位精度和0.25 m分辨率。本文首先简述基于RS-SI定位技术的基础，再详细介绍CC2431无线定位引擎的功能、特点及使用方法，并针对其不足之处给出改进方法。

一、RSSI定位技术

RSSI是指节点接收到的无线信号强度大小。在基于接收信号强度指示RSSI的定位中，已知发射节点的发射信号强度，接收节点根据接收到信号的强度计算出信号传播损耗，然后利用理论和经验模型将传输损耗转化为距离，再利用已有的算法计算出节点位置。这项技术硬件要求较低、算法相对简单，在实验室环境中表现良好；但由于环境因素变化，其在实际应用中的表现往往需要进一步改进。

二、CC2431无线定位引擎

CC2431无线定位引擎基于RSSI技术，其系统由参考节点和盲节点组成。参考节点是一个位于已知位置的地理坐标知道并可以通过发送数据包通知其他节点，而盲节点从参考点处接受数据包信号获得参考点坐标及相应RSSI值并送入到一个称为“Location Engine”的模块，该模块能够读取所需参数写入后计算得到自身位置。

2.1 定 位 引 擎 使用 方法

使用Location Engine非常简单，只要将所需参数写入Location Engine等待它完成后即可直接读出结果。所需参数如表一列举。

2.2 RSS I 参数 的 获取 与 应 用

当CC2431接收到一个数据包后会自动将该数据包内包含的一致性检查字段添加到该数据包中，这个字段用于确定是否有任何错误发生。此外，当从FIFO读取时倒数第二字节包括这个指示器值。当此指示器被设置为“有效”时，即意味着此次测量是正确且可靠地进行。如果不是，则可能存在多路或障碍物影响导致不准确测量，从而导致最终结果出现偏差。

3、 定 位 算 法 及 软 件 操作

首先应该选择具有最高RSSI值的一个作为“最优”参考点，如果无法得到8个则尽可能多地使用其他未被选中的高质量引用点。一旦选定的最佳引用点确定，就可以开始进行修正，以便使得所有输入都能符合预期范围。这涉及到图形处理软件操作，其中白色代表盲点黑色代表未经调整后的最佳引用像素区域中心补偿过程涉及三步骤：第一步，将第一个最佳引用像素移动64m x 64m网格中心以消除最大误差；第二步，将剩下的所有像素向前移动以减少残留误差；最后第三步，对所有这些调整后的像素再次执行同样的过程直至达到预设阈值或更小单位级别精度限制（例如0.25m）。

4、 定 位 引 擎 的 控制 及 配置 方法

为了启动或停止LocationEngine，可以通过设置寄存器LOCENG.EN控制其运行状态。当需要停止时，只需关闭LOCENG.EN寄存器中的第四比特即可。此外，还必须确保对于每一次新的起始操作之前先清零当前正在运行的事务，以避免干扰新的估计输出。在开始任何新事务之前，都必须重置事务计数器TCNT至初始状态。另外，每次启动新事务都应该初始化时间戳TS = 0.

5 结论

总结来说，本篇文章详细介绍了如何用TI公司提供的心智设备上的微控制单元（MCU）——集成电路芯片（IC），特别是关于如何配置它们以进行空间局部化任务，如创建智能家居或工业自动化设备等项目。我们还讨论了一些常见问题以及解决这些问题的一些策略，以及如何合理配置这类芯片来提高性能并减少成本。在实践中，我们发现使用这些工具可以极大地提高我们的工作效率，因为它们允许我们快速测试不同的配置并找到最适合我们的解决方案。

6 改进措施

鉴于以上提到的缺陷，我们建议实施以下措施：

提高通讯协议效率：为了提升消息交换速度，可以采用更加高效的人机界面设计，比如增大消息长度限制或者采用更多频道。

增加安全性：增加额外验证层级以防止恶意攻击者破坏重要信息流程。

提升用户体验：开发易于理解和操作的人机界面，让用户能轻松获取必要信息，同时保持界面美观整洁。

7 未来的研究方向

未来，我们计划深入研究以下几个方面：

开发更智能更灵活的人工智能算法，使得我们的产品能够学习用户行为并根据需要自适应调整性能。

实施跨平台兼容性测试，以确保产品在不同类型设备上都能正常工作，无论是在PC还是手机上。

探索新的能源来源，如太阳能电池板，为长时间运作提供持续供电能力。

随着科技不断发展，我们相信未来几年内就会有许多令人振奋的事情发生，让我们一起期待这一切吧！