[發明專利]基于多節點接力式時鐘同步的封閉空間定位系統和方法

在審

• 申請號: 201811403336.7
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109618299A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 金越海;王彥杰;代伐;陳振騏
• 申請（專利權）人: 深圳市紐瑞芯科技有限公司
• 主分類號: H04W4/30
• 分類號: H04W4/30;H04W56/00;H04W64/00;H04W84/18;H04J3/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于多節點接力式時鐘同步的封閉空間定位系統，應用于礦井下封閉空間中，封閉空間具有一個或多個獨立的封閉空間小區，該系統包括：每個封閉空間小區由以太網相連的一根或多根電纜、多個發射寬帶定位信號的定位節點、多個定位終端、一個兼容WIFI協議的接入點，一個井下網絡交換機組成的小區定位網絡，還包括各小區定位網絡通過以太網相連的地面控制中心；其特征在于，

所述電纜至少包括一根封閉空間縱向設置的井下供電電纜線，用于安裝定位節點，進行三維目標定位；根據封閉空間小區橫向距離的大小，還橫向設置一根或多根安裝定位節點的定位電纜；

所述多個發射寬帶定位信號的定位節點，安裝在封閉空間井下供電電纜線和定位電纜上，沿電纜線方向呈一維線性等間距排列；該定位節點排列間距能保證信號傳輸距離覆蓋整個封閉空間，定位節點坐標已知并且有相應唯一的ID號碼，用于發射擴頻碼信號并基于ToA的同步算法進行全網同步以實現定位；

所述多個定位終端，每個定位終端通過無線能接收3～5個定位節點發射的擴頻碼信號，用于計算到達時間和間隔距離，解調出定位節點坐標，從而計算出定位終端自身定位坐標；并實時將定位坐標信息通過以太網絡上傳到控制中心；定位終端安裝在小區內需要定位的移動目標上；

所述一個兼容WIFI協議的接入點，設置在封閉小區適當位置，用于能接收到該小區所有定位終端發送的坐標信號；

所述井下網絡交換機，設置在與一維線性分布的小區定位節點中最末端的節點處，并通過以太網分別與該小區各節點、地面控制中心相連接；井下網絡交換機用于將接收到的該小區所有定位終端坐標發送到地面控制中心；

設置在地面上的控制中心，用于存儲所有定位終端的坐標信息，管理定位網絡，以圖形界面的方式展示井下終端位置。

2.如權利要求1所述系統，其特征在于，所述多個發射寬帶定位的定位節點包括寬帶射頻收發模塊，用來收發定位和同步使用的寬帶擴頻碼信號；兼容WIFI的收發模塊，用于和WIFI網絡通信；帶ARM MCU及同步模塊的基帶處理器，用于接收寬帶射頻收發模塊和兼容WIFI的收發模塊的信號，基于ToA的同步算法進行全網同步以實現定位；支持以太網和USB的調試接口，用于將定位信息發送到地面控制中心；DCDC電源模塊，用于為各模塊供電；其中，所述基帶處理器分別與寬帶射頻收發模塊與兼容WIFI的收發模塊相連接，帶ARM CPU的基帶模塊和TCPIP/USB模塊連接在一起，DCDC電源模塊分別和所述所有模塊、處理器連接。