[發明專利]基于TOA測距的人員精確定位系統及其定位方法

有效

• 申請號: 201210036395.1
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102542232A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 湯朝明;吳畏;郭海軍;孫維;劉世森
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院
• 主分類號: G06K7/00
• 分類號: G06K7/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.?基于TOA測距的人員精確定位系統，它包括有讀卡器和標識卡，其特征在于：所述讀卡器包括有讀卡器電源模塊、讀卡器級聯模塊、讀卡器處理器、讀卡器定位模塊和讀卡器通信協議模塊，

讀卡器電源模塊，用于為讀卡器提供電源；

讀卡器級聯模塊，實現多個讀卡器基于CAN通信協議的級聯工作；

讀卡器定位模塊，發送、接收定位數據包，計算發送、接收數據包之間的時間延遲，并將時間延遲發往標識卡，計算標識卡位置信息；?

讀卡器通信協議模塊，用于讀卡器與上位機的數據傳輸；

讀卡器處理器，用于讀卡器數據信息匯總，標識卡的多卡ID識別，讀卡器之間的通信，控制讀卡器的其他模塊工作，實現讀卡器休眠模式與正常模式之間的切換；

所述標識卡包括有標識卡處理器、標識卡電源模塊和標識卡定位模塊，

標識卡電源模塊，為標識卡提供電源；

標識卡處理器，用于標識卡數據信息匯總，控制標識卡其他模塊工作，實現標識卡休眠模式與正常模式之間的切換；

標識卡定位模塊，發送、接收定位數據包，計算發送、接收數據包之間的時間延遲，并通過讀卡器定位模塊的時間延遲數據計算標識卡與讀卡器之間的精確距離。

2.?如權利要求1所述的基于TOA測距的人員精確定位系統，其特征在于：所述讀卡器還包括有讀卡器顯示模塊和讀卡器存儲模塊，

讀卡器顯示模塊，用于顯示讀卡器數據信息；

讀卡器存儲模塊，用于存儲標識卡的卡號、距離等信息。

3.?如權利要求1所述的基于TOA測距的人員精確定位系統，其特征在于：所述標識卡還包括有標識卡顯示模塊、標識卡蜂鳴器和標識卡指示燈，

標識卡顯示模塊，用于顯示標識卡定位信息；

標識卡蜂鳴器，在標識卡收到撤離命令時進行鳴叫；

標識卡指示燈，用于顯示標識卡的工作狀態。

4.?如權利要求1、2或3所述基于TOA測距的人員精確定位系統，其特征在于：所述讀卡器包括有一個主讀卡器和多個輔讀卡器，主讀卡器計算標識卡方位。

5.使用要求1-4任意一項所系統進行人員精確定位的方法，其特征在于，讀卡器包括有TOA精確定位讀卡器和RFID讀卡器，標識卡包括有TOA精確定位標識卡和RFID標識卡，具體步驟如下：

1）標識卡向讀卡器發送握手信息，讀卡器判斷基于TOA精確定位方式或基于RFID定位方式，若為RFID定位則轉入步驟2），若為精確定位則轉入步驟3）；

2）讀卡器發送RFID定位模式確認信息至標識卡，標識卡收到確認信息后向讀卡器發送定位信息，若讀卡器收到定位信息，則表示該標識卡在讀卡器測量區間內，若讀卡器未收到定位信息，則表示該標識卡不在讀卡器測量區間內，完成RFID定位；

3）讀卡器發送精確定位模式確認信息至標識卡；

4）標識卡收到讀卡器精確定位模式確認信息，向讀卡器發送第一次定位數據包，讀卡器收到第一次定位數據包后，立即發出第一次應答消息，并且讀卡器記錄下收到第一次定位數據包到發出第一次應答消息的時間段，記為T₂，標識卡收到讀卡器發出的第一次應答消息，記錄下標識卡從發送第一次定位數據包到接收到第一次應答消息的時間段，記為T₁；

5）讀卡器向標識卡發出第二次定位數據包，第二次定位數據包包含了T₂時間信息，并接收標識卡發回的應答消息，記錄讀卡器從發出第二次定位數據包到接收應答消息的時間段記為T₃，標識卡收到第二次定位數據包后向讀卡器發出應答消息，標識卡記錄從接收到發送的時間段記為T₄，讀卡器收到標識卡的應答消息后將記錄有T₃信息的數據包發送給標識卡；

6）標識卡根據T₁、T₂、T₃和T₄時間信息，代入公式計算讀卡器與標識卡之間的距離d：

???

其中C為光速；

7）根據多臺讀卡器測算同一標識卡的距離信息，主讀卡器測算出標識卡的方位信息。