[發明專利]一種快速高精度室內實時定位系統

在審

• 申請號: 201710288725.9
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN107071899A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 楊健;王光;梁蓓;張偉;李一;王旭
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04J3/06
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明屬于室內定位技術，尤其涉及一種快速高精度室內實時定位系統。

背景技術

目前室內定位系統所用的技術有WiFi、RFID、Zigbee、UWB、藍牙、地磁、超聲波、紅外、光線等。

WiFi定位是比較容易實現也比較廉價的一種方法。因為公共場合建筑物中的WiFi覆蓋率比較高，而且移動終端大部分都攜帶有WiFi模塊，所以可以大大降低成本，只要從算法上面進行改進就可以進行簡單的室內定位。但是，由于WiFi容易受到人體的干擾以及多個WiFi網絡信道之間的干擾，所以在實際應用中往往有一定的局限性；Zigbee定位需要搭建基站和移動模塊，難度比WiFi的要大，定位精度不比WiFi的好；藍牙定位具有定位成本低、部署方便等特點，但是其定位精度約為3米，抗干擾能力較差。

RFID定位是采用的刷卡方式，根據卡機的位置對刷卡人或設備進行區間性質的定位。其優點有：非接觸式操作、使用方便、環境適應性強、RFID標簽上信息可變等。缺點有：無法進行實時精確定位。地磁、超聲波、紅外、光線定位等方法有著其自身的局限性。地磁、光線定位等方法也在研究之列，但其精度不夠，達不到分米級別，厘米級別的定位不使用這兩種方法。超聲波定位的局限性在于聲速測量移動物體和固定站點之間的距離的速度相對于電磁波較慢，這就導致其實時性不如超帶寬的好。紅外定位有空間的局限性，從高精度室內定位的空間的復雜度來講，很難達到厘米級別的精度設計要求。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是：提供一種快速高精度室內實時定位系統，以解決現有技術的室內定位技術精度差、抗干擾能力較差及空間的局限性等技術問題。

本發明技術方案：

一種快速高精度室內實時定位系統，包括標簽，標簽與時鐘同步無線路由基站通過無線連接，時鐘同步無線路由基站與交換機連接，交換機通過局域網與控制終端和服務器連接。

所述時鐘同步無線路由基站與時鐘同步單元連接。

所述標簽包括微處理器MCU，UWB射頻模塊、WIFI模塊和LED指示燈與微處理器MCU連接。

時鐘同步無線路由基站包括微控制器MCU，UWB射頻模塊、WiFi模塊、路由模塊和LED指示燈與微控制器MCU連接。

每一個標簽周圍至少有三個時鐘同步無線路由基站。

所述時鐘同步無線路由基站至少為四個，所有時鐘同步無線路由基站組成時鐘同步無線路由基站陣列；每隔35米到50米布置一個時鐘同步無線路由基站。

本發明的有益效果：

本發明在室內布置無數標簽，設置時鐘同步無線路由基站陣列，通過標簽和時鐘同步無線路由基站陣列之間的信號傳遞時間，時鐘同步無線路由基站的位置信息是提前存儲在服務器，在控制終端上就可以很容易的看到每個標簽在無線路由基站之中的實時的位置情況；然后根據標簽所在的基站單元可以精確的知道標簽所在位置，從而實現高精度定位；解決了現有技術的室內定位技術精度差、抗干擾能力較差及空間的局限性等技術問題。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明標簽結構示意圖；

圖3為本發明時鐘同步無線路由基站結構示意圖；

圖4為本發明實施例無線路由基站陣列和單個標簽結構示意圖；

圖5為本發明實施例多標簽室內定位系統的基站連接和時鐘分配網絡圖示意圖；

圖6為本發明實施例無線路由基站時鐘分配網絡示意圖；

圖7實施例標簽無線路由基站之間的工作流程圖；

圖8為實施例位置解算服務器數據計算和存儲示意圖；

圖9為實施例整體終端的控制流程示意圖。

具體實施方式：

一種快速高精度室內實時定位系統，它包括標簽，標簽與時鐘同步無線路由基站通過無線連接，時鐘同步無線路由基站與交換機連接，交換機通過局域網與控制終端和服務器連接。

服務器采用位置解算服務器。

所述時鐘同步無線路由基站與時鐘同步單元連接。

所述標簽包括微處理器MCU，UWB射頻模塊、WIFI模塊和LED指示燈與微處理器MCU連接。

標簽的電源模塊為鋰電池，充電的時候起到穩壓保護、過流保護的作用，充電的時候保證各個模塊能正常工作。電源模塊通過VCC和GND連接微控制器、UWB射頻模塊、WiFi模塊，保證各個模塊電源的供給。鋰電池的作用是在沒有外界電源的情況下給整個標簽系統供電。充電的時候有紅色的LED等作為指示。