[實(shí)用新型]多移動(dòng)終端定位系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320809550.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN203788463U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅楗枰;劉爭(zhēng)紅;鄭霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/02
• 分類號(hào): H04W4/02;H04W64/00;G01S5/14
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型無線定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多移動(dòng)終端定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，全球定位系統(tǒng)(Global?Positioning?System,GPS)已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，但在GPS系統(tǒng)信號(hào)無法覆蓋的信號(hào)盲區(qū)如大型建筑內(nèi)，將無法使用GPS系統(tǒng)進(jìn)行定位。鑒于此，人們提出了多種能夠在GPS系統(tǒng)盲區(qū)中工作的無線定位系統(tǒng)，典型的有基于UWB技術(shù)的定位系統(tǒng)。UWB系統(tǒng)采用納秒級(jí)的窄脈沖，能夠獲得較高的距離分辨率，測(cè)距精度可以達(dá)到厘米級(jí)，同時(shí)具有抗多徑和穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是UWB信號(hào)的脈沖寬度極窄，要獲得足夠的傳輸距離需很大的瞬時(shí)發(fā)射功率，UWB信號(hào)的超寬帶頻譜特性在過高的發(fā)射功率條件下對(duì)其他無線裝置造成干擾，另外功耗也是制約移動(dòng)終端一個(gè)重要因素。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多移動(dòng)終端定位系統(tǒng)，其不僅具有系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，硬件成本低和體積小的特點(diǎn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)功耗低且精度良好的定位。

本實(shí)用新型多移動(dòng)終端定位系統(tǒng)，包括至少3個(gè)固定基站（Anchor）和至少1個(gè)移動(dòng)終端標(biāo)簽（tag）；固定基站固定安裝在空間坐標(biāo)已知的工作區(qū)域內(nèi)；終端移動(dòng)標(biāo)簽可在工作區(qū)域內(nèi)移動(dòng)；固定基站和移動(dòng)終端標(biāo)簽均由Chirp擴(kuò)頻通信模塊、低功耗的微控制器、信息處理模塊、液晶顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和通用數(shù)據(jù)接口組成；其中Chirp擴(kuò)頻通信模塊經(jīng)微控制器模塊連接信息處理模塊；液晶顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和通用數(shù)據(jù)接口均連接在信息處理模塊上；每個(gè)移動(dòng)終端標(biāo)簽的Chirp擴(kuò)頻通信模塊與至少3個(gè)固定基站的Chirp擴(kuò)頻通信模塊連接，建立無線通信鏈路。

上述方案中，所述固定基站安裝在工作區(qū)域的邊角處。

上述方案中，所述固定基站為4個(gè)。

移動(dòng)終端標(biāo)簽由微控制器模塊控制Chirp擴(kuò)頻通信模塊與至少3個(gè)固定基站節(jié)點(diǎn)完成數(shù)據(jù)包通信，完成標(biāo)簽到基站間空間測(cè)距，移動(dòng)終端標(biāo)簽將返回的測(cè)距結(jié)果送到信息處理模塊，信息處理模塊采用已知的SDS-TWR測(cè)距算法計(jì)算出標(biāo)簽本身位于三維空間的位置坐標(biāo)，并將結(jié)果結(jié)合存儲(chǔ)模塊的地圖在液晶顯示模塊顯示移動(dòng)終端的位置。通用數(shù)據(jù)接口將需要的傳送的數(shù)據(jù)通過微控制器模塊送到Chirp擴(kuò)頻通信模塊實(shí)現(xiàn)調(diào)制，選定的基站節(jié)點(diǎn)通過其自身的Chirp擴(kuò)頻通信模塊解調(diào)接收到的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳送回控制中心。

與其它室內(nèi)定位技術(shù)相比，本實(shí)用新型裝置在工作區(qū)域構(gòu)建了一個(gè)由坐標(biāo)位置固定的多基站和移動(dòng)終端標(biāo)簽組成的定位系統(tǒng)，其固定基站和移動(dòng)終端標(biāo)簽采用了完全相同的硬件結(jié)構(gòu)，定位系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，硬件成本低，體積小；此外，本定位系統(tǒng)利用了Chirp擴(kuò)頻通信模塊作為主要通信模塊，并結(jié)合已知的Chirp信號(hào)的脈沖壓縮特性的高時(shí)間分辨率和不需要節(jié)點(diǎn)與基站時(shí)鐘同步的DS-TWR測(cè)距算法，實(shí)現(xiàn)了多標(biāo)簽的高精確度的定位；在進(jìn)行定位的同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端與基站節(jié)點(diǎn)的較高數(shù)據(jù)速率的通信，使得標(biāo)簽的監(jiān)測(cè)信息可以及時(shí)反饋到控制中心。

附圖說明

圖1為多移動(dòng)終端定位系統(tǒng)在工作區(qū)域內(nèi)的分布示意圖；

圖2為多移動(dòng)終端定位系統(tǒng)中的移動(dòng)終端標(biāo)簽或固定基站的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

一種多移動(dòng)終端定位系統(tǒng)，如圖1所示，包括至少3個(gè)固定基站和至少1個(gè)移動(dòng)終端標(biāo)簽。固定基站固定安裝在空間坐標(biāo)已知的工作區(qū)域內(nèi)。在本實(shí)用新型裝置中，所述固定基站安裝在工作區(qū)域的邊角處。移動(dòng)終端標(biāo)簽在工作區(qū)域內(nèi)移動(dòng)。上述每個(gè)移動(dòng)終端標(biāo)簽和固定基站的結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示，Chirp擴(kuò)頻通信模塊、低功耗的微控制器、信息處理模塊、液晶顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和通用數(shù)據(jù)接口組成。其中Chirp擴(kuò)頻通信模塊經(jīng)微控制器模塊連接信息處理模塊。液晶顯示模塊、存儲(chǔ)模塊和通用數(shù)據(jù)接口均連接在信息處理模塊上。每個(gè)移動(dòng)終端標(biāo)簽的Chirp擴(kuò)頻通信模塊與至少3個(gè)固定基站的Chirp擴(kuò)頻通信模塊連接，建立無線通信鏈路。