[發明專利]一種智能家居設備輔助定位方法

在審

• 申請號: 201711192402.6
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107959925A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 朱治廣
• 申請（專利權）人: 安徽省雨龍家具有限公司
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W4/029;H04W4/33;H04W64/00;G01S11/06;H04L12/28
• 代理公司: 北京久維律師事務所11582
• 代理人: 邢江峰

1.一種智能家居設備輔助定位方法，其特征在于，所述智能家居設備輔助定位方法包括：

藍牙感應單元通過網絡將獲得到的室內所有家居的發出的定位信號強度數據發送到所述定位服務單元；藍牙感應單元獲得室內所有家居的定位信號強度數據的方法包括：

先假定未知節點隨機分布在一方形區域內，以方形區域中心點為原點建立坐標系，以固定間隔R畫出螺旋線作為錨節點的移動路徑，區域長為L，螺旋線分為n段，移動錨節點裝備雙向定向天線移動，按固定角速度ω移動，且定向天線中心軸始終與移動方向垂直，移動路徑為固定多層螺旋線，移動過程是由內而外，在坐標原點左側坐標處開始計時移動，由00:00開始，周期性廣播數據包，持續這個過程直到錨節點移動到右側(R·n/2,0)坐標點時終止；

隨著錨節點的移動，待定位節點將集中接收到錨節點廣播的數據包，當第一次接收到數據包時，將第一次接收到數據包時的時刻值標記為T₁⁽¹⁾，并檢測第一次接收到數據包時的信號強度值，記為RSSI₁⁽¹⁾；當第二次接收到數據包時，將第二次接收到數據包時的時刻值標記為T₂⁽¹⁾，并檢測第二次接收到數據包時的信號強度值，記為RSSI₂⁽¹⁾；重復以上過程，直到不再檢測到數據包為止；最后檢測到的時刻值為T_n⁽¹⁾，信號強度值為RSSI_n⁽¹⁾；

未知節點根據T₁⁽¹⁾，T_n⁽¹⁾及角速度ω計算出目前所處圓弧段及角度，得虛擬錨節點中間點的角度及當未知節點分布在螺旋線外側時，只接收到一輪數據包，而當未知節點分布在螺旋線內側時，集中接收到兩輪數據包，分別位于不同弧段的相同角度方向，第二輪接收到的時刻值和信號強度分別標記為和第二輪計算過程與第一輪相同，得到中間點角度及值；

每個未知節點若只檢測到一輪數據，則定位于該未知節點圓弧外側距離d1的位置，d1由信號衰落模型轉化得出，然后根據角度值確定該未知節點坐標；若檢測到兩輪數據，則根據RSSI值較小的輪次信息來確定該未知節點坐標，RSSI越小，對應距離越大，進而待定位節點所接收到的數據越多；

固定間隔R的值根據定向天線通信距離設定，所述坐標原點左側為：(-R/2,0)；錨節點右側坐標點為：(R·n/2,0)坐標點；

定位服務單元計算出家居位置并通過網絡服務接口將數據提供給客戶終端；

所述定位服務單元首先通過內置的閱讀模塊周期性地發送探索載波信號，計算每個探索周期的返回信號強度RSS及環境信號強度RSSe；

其次用RSSe對RSS進行修正，得到探索周期家居的藍牙模塊內置的應答模塊返回的有效信號強度RSSr，計算多個探索周期的有效信號強度的均值RSSa作為應答器的返回信號強度；

最后根據所述閱讀模塊穩定后得到的RSSa，通過查表或計算得到所述應答模塊與閱讀模塊之間的距離，實現應答模塊的準確定位；

應答模塊探索信號是閱讀模塊周期性地發射的一小段一小段的載波信號，每個小段的載波周期數為N，每個小段之間的間隔為T，T和N均可由實驗確定：N的取值確保應答模塊天線感應到足夠能量；T的取值要確保應答模塊前一個探索周期的返回信號不會干擾本周期信號強度信號的計算，即應答模塊上一周期接收的能量已經完全衰減；

所述閱讀模塊首先測量環境信號強度RSSe；然后發射N個周期的探測性載波信號，再之后測量返回信號強度RSS，兩次測量方法相同，并構成一個探索周期，根據RSSe和RSS得到該探索周期的有效信號強度RSSr；

用發射探測載波后得到的信號強度RSS，有條件減去環境信號強度RSSe，如公式：

RSSr=0,if RSS<RSSeRSS-RSSe,else;]]>

取M個探索周期的RSSr的平均值作為RSSa，構成一個信號強度更新周期，如公式：

RSSa=1MΣi=1MRSSri;]]>

所有家居通過內置藍牙模塊連接客戶終端并向客戶終端提供所在位置信息數據；

藍牙感應單元通過內置的低功耗藍牙檢測模塊掃描周圍的家居，過濾出家居藍牙數據包，得到家居藍牙信號強度；

將得到家居藍牙信號強度通過網絡模塊發送到所述定位服務單元；

定位服務單元將各藍牙感應單元發送的家居的UUID和信號強度的數據對，按照UUID作為主鍵進行數據更新；需要對某個UUID的家居進行定位計算時，取出該UUID對應各藍牙感應單元最新發來的信號強度數據，進行定位計算。