[實(shí)用新型]基于UWB通信的智能安全帽定位系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721288669.0
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN207612426U
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周誼
• 申請（專利權(quán)）人: 四川超影科技有限公司;成都大匯智聯(lián)科技有限公司
• 主分類號: H04W4/02
• 分類號: H04W4/02;H04W4/33;A42B1/24;H04W64/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

本實(shí)用新型公開了一種基于UWB通信的智能安全帽定位系統(tǒng)。其包括UWB定位裝置、位置解算服務(wù)器和客戶端，UWB定位裝置包括至少一個標(biāo)簽單元和至少四個基站單元。本實(shí)用新型利用標(biāo)簽單元在進(jìn)入定位區(qū)域時同時與各個基站單元進(jìn)行UWB通信，采用TDOA算法計算標(biāo)簽單元與各個基站單元的距離，再采用三邊測量法計算得到標(biāo)簽單元的坐標(biāo)信息，最后利用客戶端在全局地圖中顯示標(biāo)簽單元的定位點(diǎn)，從而直觀的展示出安全帽在室內(nèi)的具體位置，方便對安全帽進(jìn)行管理。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于無線定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于UWB通信的智能安全帽定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)

UWB(Ultra Wide Band)是一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。有人稱它為無線電領(lǐng)域的一次革命性進(jìn)展，認(rèn)為它將成為未來短距離無線通信的主流技術(shù)。

UWB技術(shù)最基本的工作原理是發(fā)送和接收脈沖間隔嚴(yán)格受控的高斯單周期超短時脈沖，超短時單周期脈沖決定了信號的帶寬很寬，接收機(jī)直接用一級前端交叉相關(guān)器就把脈沖序列轉(zhuǎn)換成基帶信號，省去了傳統(tǒng)通信設(shè)備中的中頻級，極大地降低了設(shè)備復(fù)雜性。

目前市場上智能安全帽定位功能的實(shí)現(xiàn)主要依賴于GPS模塊，GPS定位在室外定位功能強(qiáng)大，但是一旦進(jìn)入室內(nèi)，GPS信號迅速衰減，幾乎無法收到GPS信號，在室內(nèi)情況下基本上無法實(shí)現(xiàn)對安全帽的定位。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的以上問題，本實(shí)用新型提出了一種基于UWB通信的智能安全帽定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對安全帽在室內(nèi)的精確定位。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種基于UWB通信的智能安全帽定位系統(tǒng)，包括：

UWB定位裝置，用于獲取智能安全帽的定位信息；所述UWB定位裝置包括至少一個標(biāo)簽單元和至少四個基站單元；所述標(biāo)簽單元集成在智能安全帽內(nèi)，用于在進(jìn)入定位區(qū)域時同時與各個基站單元進(jìn)行UWB通信；所述基站單元用于與所述標(biāo)簽單元進(jìn)行UWB通信，獲取所述標(biāo)簽單元與基站單元進(jìn)行UWB通信的時間并通過網(wǎng)絡(luò)上傳至位置解算服務(wù)器；

位置解算服務(wù)器，用于接收各個基站單元上傳的標(biāo)簽單元與其進(jìn)行UWB通信的時間，根據(jù)標(biāo)簽單元與各個基站單元進(jìn)行UWB通信的時間采用TDOA算法計算標(biāo)簽單元與各個基站單元的距離，再根據(jù)標(biāo)簽單元與各個基站單元的距離采用三邊測量法計算得到標(biāo)簽單元的坐標(biāo)信息，并將標(biāo)簽單元的坐標(biāo)信息通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至客戶端；

客戶端，用于接收所述位置解算服務(wù)器發(fā)送的標(biāo)簽單元的坐標(biāo)信息，通過構(gòu)建定位區(qū)域的全局地圖，在全局地圖中顯示標(biāo)簽單元的定位點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述標(biāo)簽單元與基站單元進(jìn)行UWB通信時向基站單元發(fā)送設(shè)備號，所述設(shè)備號用于對安全帽進(jìn)行唯一性標(biāo)記。

進(jìn)一步地，所述位置解算服務(wù)器根據(jù)標(biāo)簽單元與各個基站單元進(jìn)行UWB通信的時間采用TDOA算法計算標(biāo)簽單元與各個基站單元的距離具體為分別計算標(biāo)簽單元與各個基站中兩個基站單元進(jìn)行UWB通信的時間差，根據(jù)UWB通信的時間差與電磁波速度的乘積得到標(biāo)簽單元與各個基站中兩個基站單元的距離差，得到標(biāo)簽單元相對于兩個基站單元的雙曲線形運(yùn)動軌跡。

進(jìn)一步地，所述位置解算服務(wù)器根據(jù)標(biāo)簽單元與各個基站單元的距離采用三邊測量法計算得到標(biāo)簽單元的坐標(biāo)信息具體為將標(biāo)簽單元相對于各個基站中兩個基站單元的多組雙曲線形運(yùn)動軌跡相交，采用三邊測量法計算得到標(biāo)簽單元的坐標(biāo)信息。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型利用標(biāo)簽單元在進(jìn)入定位區(qū)域時同時與各個基站單元進(jìn)行UWB通信，采用TDOA算法計算標(biāo)簽單元與各個基站單元的距離，再采用三邊測量法計算得到標(biāo)簽單元的坐標(biāo)信息，最后利用客戶端在全局地圖中顯示標(biāo)簽單元的定位點(diǎn)，從而直觀的展示出安全帽在室內(nèi)的具體位置，方便對安全帽進(jìn)行管理。

附圖說明