[發明專利]基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統

在審

• 申請號: 202110015619.X
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112797984A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 李正東;李秀玲;王瑜琳;蔣德才;包信宗;何艷
• 申請（專利權）人: 重慶公共運輸職業學院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;H04W64/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統，包括定位設備，其特征在于：所述定位設備按照信號傳輸的順序包括感知層、采集層、數據層和應用層，所述感知層由若干標簽和至少3個基站組成，所述標簽位于待檢測目標上，所述基站安裝于室內固定位置，所述標簽和基站通過UWB無線通訊技術記性測距和定位，所述采集層由數據集中器構成，所述基站與數據集中器之間采用LoRa無線通信技術實現定位數據的無線傳輸，所述數據層包括定位服務器，所述定位服務器接收到數據集中器的信號進行處理，所述數據集中器與定位服務器之間采用TCP/IP網絡通信協議進行數據交互，所述應用層為用戶操作端。

2.根據權利要求1所述的基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統，其特征在于：所述標簽由電性連接的微控制器模塊、UWB通訊模塊、加速度傳感器模塊和電源管理模塊組成。

3.根據權利要求1所述的基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統，其特征在于：所述基站由電性連接的主控制器模塊、微控制器模塊、電源管理模塊、UWB通訊模塊、Lora通訊模塊1和Lora通訊模塊2組成。

4.根據權利要求1所述的基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統，其特征在于：所述集中器由電性連接的主控制器模塊、以太網模塊、電源管理模塊和Lora通訊模塊組成。

5.根據權利要求1所述的基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統，其特征在于：所述定位服務器確定標簽準確位置的方法如下：

A.標簽在固定的時隙內發送超寬帶信號；

B.各定位基站截獲此信號后獲得接收信號的時間差數據；

C.各定位基站通過LoRa技術將時間差數據以無線方式傳送至數據集中器；

D.數據集中器通過以太網將時間差數據傳輸到定位服務器；

E.定位服務器調用優化TDOA定位算法對標簽進行精確定位。

6.根據權利要求5所述的基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統，其特征在于：步驟B中的詳細步驟如下：

b1.任意一個基站P先發送一個信號至任意一個標簽O；

b2.基站P發送一個信號給其余基站，其余基站收到后均發送一個信號至標簽O；

b3.各個基站記錄下發出的信號到達標簽O的時間為t1、t2、t3......tn；

b4.計算出各個基站到標簽O的時間為t1、(t2-t1)、(t3-t1)......(tn-t1)。

7.根據權利要求6所述的基于超寬帶和遠距離無線通信技術的室內高精度定位系統，其特征在于：所述定位服務器選取的優化TDOA算法方程組如下：

其中R_A1An指的是其余基站和基站P之間的距離，R_AnT1指的是基站到到標簽O的距離，R_A1T1指的是基站P到標簽O的距離，c指的是電磁波的速度為299792458m/s。