[發(fā)明專利]一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中定位標(biāo)簽的方法和主基站

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710484616.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107231614B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁晟;丁元舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04W4/02
• 分類號(hào): H04W4/02;H04W52/02;H04W64/00;H04L29/08;G01S5/06;G01S5/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明實(shí)施例提供一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中定位標(biāo)簽的方法，包括以下步驟：主基站獲取與所述主基站處于同一目標(biāo)區(qū)域中的從基站的標(biāo)識(shí)，所述從基站的數(shù)量大于等于2；主基站接收標(biāo)簽發(fā)送的廣播報(bào)文，當(dāng)確定所述標(biāo)簽在所述目標(biāo)區(qū)域中時(shí)，將所述主基站的標(biāo)識(shí)以及所述從基站的標(biāo)識(shí)發(fā)送給所述標(biāo)簽；主基站獲取所述第二測(cè)距結(jié)果，并將所述第一測(cè)距結(jié)果和所述第二測(cè)距結(jié)果發(fā)送給服務(wù)器。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中定位標(biāo)簽的主基站，相比現(xiàn)有的UWB定位方案，由于在基站端實(shí)現(xiàn)了標(biāo)簽的分配和管理，使用了盡可能短的路徑，將不穩(wěn)定的遲延和因素縮小到了最小，讓定位系統(tǒng)更加可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，尤其是一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中定位標(biāo)簽的方法和主基站。

背景技術(shù)

超寬帶(Ultra Wideband，簡(jiǎn)稱UWB)是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，由于超寬帶信號(hào)本身具有功耗低、安全性高、多徑分辨能力強(qiáng)的特點(diǎn)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開(kāi)始利用UWB來(lái)做高精度定位。

TOA(Time of Arrival)定位算法，是一種利用信號(hào)到達(dá)時(shí)間來(lái)進(jìn)行定位的算法，它是移動(dòng)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)定位算法之一，具有定位參數(shù)易獲得，定位精度較高等特點(diǎn)。TOA算法的系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示，該構(gòu)架由3個(gè)部分組成：標(biāo)簽、基站(包含基站1、基站2、基站3)、服務(wù)器。

標(biāo)簽是超寬帶定位系統(tǒng)中，被定位的裝置設(shè)備，它可以是移動(dòng)的。一般的形態(tài)可以是工牌，腕帶手環(huán)，固定在安全帽上等。從標(biāo)簽發(fā)射出來(lái)的射頻信號(hào)就是UWB超寬帶信號(hào)，標(biāo)簽內(nèi)部集成了電源模塊、運(yùn)動(dòng)傳感器、MCU(Microcontroller Unit微控制單元)模塊、UWB射頻模塊。標(biāo)簽處于非發(fā)送和接收工作狀態(tài)的時(shí)候，一般處于低功耗睡眠狀態(tài)，處于低功耗睡眠狀態(tài)的時(shí)間占空比越大，標(biāo)簽的平均功耗就越低，續(xù)航能力就越強(qiáng)。每次定位標(biāo)簽所用的時(shí)間越短，資源的利用率就越高，因而更多時(shí)間處于低功耗狀態(tài)，同時(shí)系統(tǒng)的容量就越大。

基站是超寬帶定位系統(tǒng)中的固定點(diǎn)，它必須是固定位置安裝的。基站主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)與標(biāo)簽的測(cè)距，并上傳標(biāo)簽的ID、相對(duì)的距離值、RSSI(Received Signal StrengthIndication接收的信號(hào)強(qiáng)度指示)等信息給服務(wù)器。基站內(nèi)部集成了電源模塊、MCU(Microcontroller Unit微控制單元)模塊、以太網(wǎng)模塊、Wi-Fi(WIreless-Fidelity無(wú)線保真)模塊。

服務(wù)器是一個(gè)信息集合處理裝置，一般是一臺(tái)電腦。它集合了所有基站上傳上來(lái)的各標(biāo)簽信息，然后進(jìn)行存儲(chǔ)處理，計(jì)算統(tǒng)計(jì)。同時(shí)利用各基站的已知坐標(biāo)和各基站與標(biāo)簽測(cè)距的距離數(shù)據(jù)，通過(guò)三角定位和最小二乘法得到標(biāo)簽的定位坐標(biāo)，并在服務(wù)器界面上顯示出來(lái)。

現(xiàn)有技術(shù)中利用UWB來(lái)做高精度定位的方法如下：

步驟一：標(biāo)簽發(fā)送廣播信息進(jìn)行探索；

步驟二：基站接收廣播信息并將廣播信息中的標(biāo)簽信息上傳給服務(wù)器；

步驟三：服務(wù)器收集標(biāo)簽信息并選擇基站標(biāo)識(shí)，將基站標(biāo)識(shí)發(fā)送給標(biāo)簽；

步驟四：標(biāo)簽根據(jù)基站標(biāo)識(shí)與與基站標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的基站進(jìn)行測(cè)距；

步驟五：基站將測(cè)距結(jié)果上傳服務(wù)器；

步驟六：服務(wù)器根據(jù)基站坐標(biāo)和距離數(shù)據(jù)對(duì)標(biāo)簽坐標(biāo)進(jìn)行解算，獲得標(biāo)簽的位置。

可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)標(biāo)簽收到基站標(biāo)識(shí)后才會(huì)開(kāi)始測(cè)距的操作，如果超時(shí)接收，此次定位就失敗了，浪費(fèi)了之前的所有操作。所以基站標(biāo)識(shí)能不能被穩(wěn)定的，快速的傳達(dá)到標(biāo)簽，直接關(guān)系到系統(tǒng)的容量、標(biāo)簽的功耗，并且在此基礎(chǔ)上如何保證在實(shí)際系統(tǒng)安裝中，降低布置成本和布置難度也成為亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中定位標(biāo)簽的方法，包括以下步驟：