兼容传感器节点的室内定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种兼容传感器节点的室内定位系统，包括多个定位锚点通过加密/非加密的广播帧周期性发送自身ID信息；定位标签设置于待定位的目标上，定位标签扫描接收多个定位锚点的ID信息以及对应定位锚点的信号强度RSSI值，并通过无线方式发出；定位网关接收定位标签无线发出的信息并发出；定位服务器接收定位网关发出信息，并通过接收到的定位锚点的ID信息查询对应定位锚点的位置信息，通过接收到的信号强度RSSI值计算定位标签与各个定位锚点间的距离值，后通过定位算法获得定位标签的位置信息；传感器节点，其包括：第一电源模块、第一处理器、传感器以及射频电路。本发明专利技术能够获得较高的定位精度，满足快速大面积覆盖的需求。

【技术实现步骤摘要】
兼容传感器节点的室内定位系统
本专利技术涉及定位
更具体地说，本专利技术涉及一种兼容传感器节点的室内定位系统。
技术介绍
随着物联网技术的发展和普及，人与万物之间的联系变得愈发密切。而位置作为一个事物的固有属性，需求程度正与日俱增。在室外，GPS技术可以满足绝大多数室外场景下的位置需求，因而基于GPS定位技术的应用已非常广泛。而对于室内环境，由于GPS信号无法覆盖，导致其无法直接应用于室内。同时室内环境相比于室外环境更加复杂，虽然已经存在多种室内定位的方案，诸如UWB超宽带，蓝牙网关被动定位，惯性导航，RFID区域检测等。但是建设成本过高一直是制约其在室内定位应用领域的大面积推广。另外，现有室内定位技术方案功能单一，无法兼容传感器节点。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种兼容传感器节点的室内定位系统，实现室内环境数据采集和监控。本专利技术还有一个目的是提供一种兼容传感器节点的室内定位系统，具有工程造价低(包括施工成本低和设备成本低，同时施工部署简单快速)的优势，同时能够获得较高的定位精度，满足快速大面积覆盖的需求。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种兼容传感器节点的室内定位系统，包括：多个定位锚点，其固定于室内空间，所述定位锚点通过加密/非加密的广播帧周期性发送自身ID信息；定位标签，其设置于待定位的目标上，所述定位标签扫描接收多个定位锚点的ID信息以及对应定位锚点的信号强度RSSI值，并通过无线方式发出；定位网关，其接收定位标签无线发出的多个定位锚点的ID信息、信号强度RSSI值以及定位标签自身ID，并通过有线/无线方式发出；定位服务器，其存储有多个定位锚点的ID以及对应的位置信息，所述定位服务器接收所述定位网关发出的多个定位锚点的ID信息、信号强度RSSI值以及定位标签自身ID，并通过接收到的定位锚点的ID信息查询对应定位锚点的位置信息，通过接收到的信号强度RSSI值计算定位标签与各个定位锚点间的距离值，之后通过定位算法获得定位标签在室内的位置信息；传感器节点，其包括：第一电源模块、第一处理器、传感器以及射频电路。优选的是，还包括定位终端，其为具有蓝牙功能的手机、电脑或平板电脑；所述定位终端扫描接收多个定位锚点非加密的广播帧，获取对应定位锚点的ID信息以及对应定位锚点的信号强度RSSI值，并通过网络传输至所述定位服务器，所述定位服务器获取所述定位终端的位置信息。优选的是，还包括锚点管理器，其与多个定位锚点通信以接收所述定位锚点的状态信息，并将接收的定位锚点的状态信息有线/无线传输至所述定位服务器。优选的是，还包括定位中继器，其发送信道参数设置为与所述定位网关信道参数相同，所述定位中继器设置于定位网关未覆盖的室内空间，所述定位中继器与未覆盖的室内空间的定位标签通信以接收定位标签发出的多个定位锚点的ID信息、信号强度RSSI值以及定位标签自身ID，并通过无线方式发送给所述定位网关。优选的是，所述定位中继器具有一个或多个独立的射频链路。优选的是，所述定位网关包括：第二电源模块，其为中央处理器以及剩余模块供电；中央处理器；网络通讯模块，其网络接口为以太网接口、wifi接口，4G接口，NB-IOT接口中的一个或多个，所述网络通讯模块与所述中央处理器连接；多个射频模块，其与所述中央处理器连接。优选的是，所述射频模块为SX1280芯片。优选的是，所述定位中继器包括第三电源模块、第二处理器、射频芯片以及外围电路。优选的是，所述传感器包括：温度传感器、湿度传感器、气压传感器。本专利技术至少包括以下有益效果：1.现有的室内定位方案建设成本高，而本申请中定位锚点超低功耗，采用电池供电，无线传输，不要供电供网，安装方便，施工成本低，续航时间长，维护成本低。2.现有的无线室内定位网络稳定性差，与本方案类似的蓝牙beacon定位方案，由于其beacon状态是不可监控的，故稳定性低，维护困难。而本方案的定位锚点能够定期发送自身状态信息，同时配备了锚点管理器或者是具有锚点管理功能的定位网关。锚点状态可监控，网络状态可监控，锚点低电、损坏、工作异常都能够及时发现和维护，网络稳定性高。3.从网络安全性而言，定位锚点能够支持加密广播方式，其内容是加密传输的，只有拥有秘钥的设备才能获取其具体信息，因而其网络是安全的。4.支持定位终端和定位标签两种形态的设备定位，做到了一网多用。5.网络的覆盖能力，定位中继器能够实现定位标签信号传输距离的延伸，可以扩展定位网关的覆盖范围，降低定位网关的部署密度，提高死角信号的传输能力进一步降低成本。6.网络容量，定位网关具有支持多个独立信道，能够成倍扩展其接收信号的能力和覆盖能力(各信道针对距离，带宽需求独立设置)。7.兼容传感器节点，传感器节点通过安装与定位网关通信的功能模块，实现网络接入，实现了定位网关价值的提升，提高了网络的价值。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本专利技术兼容传感器节点的室内定位系统架构图；图2为本专利技术所述定位标签流程图；图3为本专利技术所述定位中继器的系统结构；图4为本专利技术实施例1半双工系统结构；图5为本专利技术实施例2全双工系统结构；图6为本专利技术具有锚点管理功能的定位网关结构图；图7为本专利技术实施例3的示意图；图8为本专利技术实施例4室内定位部署方案。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在本专利技术的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术提供一种兼容传感器节点的室内定位系统，包括：多个定位锚点，其固定于室内空间，定位锚点的布置：定位锚点被布置在所需要被定位的空间中，可以是天花板，地面或者墙壁上，其目的是让其无线广播信号覆盖其安装位置周边区域，按照安装经验，一般以6～8米的间隔放置比较合适。安装密度越高，成本越高，当然其定位精度也越高。所述定位锚点通过加密/非加密的广播帧周期性发送自身ID信息。所述定位锚点的位置是固定的，被固定在需要被定位空间中的某个点，具有特定的位置信息，可作为空间位置的参考点，因而只要知道被定位的物体与定位锚点之间的相对位置信息，便可以通过定位服务器查询所参考的定位锚点的位置信息获得被定位物体的实际信息。另外，该定位锚点功耗极低，可采用电池供电，体积小，因而其安装是方便的，施工是简单的，维护是简单的。定位锚点周期性的像周围空间广播自己的身份信息(通过无线广播帧数据的方式)，因而其是可被识别的，定位标签或者定位终端只要能够收到该定位锚点的广播信息，就能获得其广播帧的信号强度RSSI值，便可以计算出自身与该定位锚点之间的距离信息。定位锚点广播帧是可选择是否加密的，若非加密，采用标准协议(如蓝牙ibeacon协议)，则可以被定位终端接收；如该设备广本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼容传感器节点的室内定位系统，其特征在于，包括：多个定位锚点，其固定于室内空间，所述定位锚点通过加密/非加密的广播帧周期性发送自身ID信息；定位标签，其设置于待定位的目标上，所述定位标签扫描接收多个定位锚点的ID信息以及对应定位锚点的信号强度RSSI值，并通过无线方式发出；定位网关，其接收定位标签无线发出的多个定位锚点的ID信息、信号强度RSSI值以及定位标签自身ID，并通过有线/无线方式发出；定位服务器，其存储有多个定位锚点的ID以及对应的位置信息，所述定位服务器接收所述定位网关发出的多个定位锚点的ID信息、信号强度RSSI值以及定位标签自身ID，并通过接收到的定位锚点的ID信息查询对应定位锚点的位置信息，通过接收到的信号强度RSSI值计算定位标签与各个定位锚点间的距离值，之后通过定位算法获得定位标签在室内的位置信息；传感器节点，其包括：第一电源模块、第一处理器、传感器以及射频电路。

【技术特征摘要】
1.一种兼容传感器节点的室内定位系统，其特征在于，包括：多个定位锚点，其固定于室内空间，所述定位锚点通过加密/非加密的广播帧周期性发送自身ID信息；定位标签，其设置于待定位的目标上，所述定位标签扫描接收多个定位锚点的ID信息以及对应定位锚点的信号强度RSSI值，并通过无线方式发出；定位网关，其接收定位标签无线发出的多个定位锚点的ID信息、信号强度RSSI值以及定位标签自身ID，并通过有线/无线方式发出；定位服务器，其存储有多个定位锚点的ID以及对应的位置信息，所述定位服务器接收所述定位网关发出的多个定位锚点的ID信息、信号强度RSSI值以及定位标签自身ID，并通过接收到的定位锚点的ID信息查询对应定位锚点的位置信息，通过接收到的信号强度RSSI值计算定位标签与各个定位锚点间的距离值，之后通过定位算法获得定位标签在室内的位置信息；传感器节点，其包括：第一电源模块、第一处理器、传感器以及射频电路。2.如权利要求1所述的兼容传感器节点的室内定位系统，其特征在于，还包括定位终端，其为具有蓝牙功能的手机、电脑或平板电脑；所述定位终端扫描接收多个定位锚点非加密的广播帧，获取对应定位锚点的ID信息以及对应定位锚点的信号强度RSSI值，并通过网络传输至所述定位服务器，所述定位服务器获取所述定位终端的位置信息。3.如权利要求1所述的兼容传感器节点的室内定位系统，其特征在于，还包括锚点管理器，其与多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广学，
申请(专利权)人：重庆慧联无限科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50