[發明專利]基于無線局域網的可穿戴室內定位系統

在審

• 申請號: 201911031105.2
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110691325A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 謝海情;劉剛;汪章紫璇;陸俊霖
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H04W4/021
• 分類號: H04W4/021;H04W4/33;H04W64/00;A61B5/11;A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于無線局域網的可穿戴室內定位系統。此系統包括：前端模塊用于可穿戴設備的室內定位及用戶的心率檢測；數據處理傳輸模塊采用熱點組建局域網，為前端與終端搭建通信橋梁；終端模塊是一個基于Android平臺的應用APP，用于實現前端與終端的定位，實時顯示用戶所在室內環境位置信息與心率特征，并進行路徑導航。本發明采用基于WLAN的室內定位方案，解決GPS室內定位信號弱的問題；提出綜合指紋法、歷史尋跡、局域劃分和加權概率處理等算法的優化定位算法，提高定位精度，并實現3D定位；采用無線傳輸方式減小數據傳輸延時，實時顯示用戶位置和檢測用戶心率特征，有效應對在大型室內場所小孩走失、老人心臟病發等突發情況。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，具體是基于無線局域網的可穿戴室內定位系統。

背景技術

隨著社會的進步，信息技術與各類電子設備的發展，定位技術已越來越貼近人們的生活。全球定位系統（Global Positioning System , GPS）作為成熟的定位技術的代表，因其性能穩定，低成本，精度高，而被許多人熟知并使用。然而GPS信號因受到鋼筋混泥土等障礙物的遮攔，大幅度影響了用戶接收到的信號強度，無法實現精確的定位。

目前研究較多的室內定位方法有：紅外、超聲波、超寬帶（UWB）、RFID和無線局域網（Wireless Local Area Networks, WLAN）等室內定位方法。基于紅外、超聲波、超寬帶、RFID的室內定位技術依賴專用的硬件設備，可以實現很高的定位精度，但是設備費用昂貴。而基于無線局域網室內定位技術雖然具有架設成本低、高速率傳輸、用戶接入方便等優勢，但是在室內復雜的環境中，由于多徑傳播的影響，從而導致定位精度不足。

此外，隨著人們生活水平的提高，越來越多的人開始關注自身的健康，為了預防在復雜室內環境下小孩走失、老人心臟病發等突發情況，迫切需要研發一種能監測身體健康以及精確定位與導航的可穿戴室內定位產品。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠實時監測用戶心率信息預防室內突發情況，并對室內目標實現更加準確時效的定位，即使在展廳、圖書館、倉庫、超市等大型室內場所中也能精確定位的基于無線局域網的可穿戴室內定位系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種基于無線局域網的可穿戴室內定位系統包括前端模塊、數據傳輸處理模塊、終端模塊三個主要部分。

前端模塊包括兩個子模塊：室內定位和心率檢測。室內定位子模塊選用MTK2503為核心處理器,搭建前端系統，通過局域網經數據傳輸處理，完成與終端的信息交換。心率檢測子模塊用來測量用戶心率特征，由光電傳感器、信號處理模塊、電源模塊和局域網傳輸模塊四個部分組成。其中光電傳感器采用基于光電容積脈搏波描記法來采集人體脈搏信號；信號處理模塊負責對采集到的信號進行放大、濾波和整形；電源模塊負責供電；局域網傳輸模塊則負責對信號進行處理、存儲和轉發。

數據處理傳輸模塊采用熱點組建局域網，通過構建傳輸模型，優化組網結構，減少多徑效應對信號的干擾，為前端與終端搭建通信橋梁。

終端模塊是一個基于Android平臺的APP，實現前端與終端的定位，實時顯示用戶所在室內環境位置信息與心率特征，并提供路徑導航。

優選地，所述此系統采用基于WLAN的室內定位方案，解決GPS室內定位信號弱的問題。

優選地，所述此系統綜合歷史尋跡（剔除奇異采集數據）、局域劃分以及加權概率處理等算法，對指紋法進行優化，提高定位精度，并實現3D定位。

優選地，所述此系統采用無線傳輸方式減小數據傳輸延時，APP實時顯示用戶信息，有效應對在大型室內場所小孩走失、老人心臟病發等突發情況。