一种室内定位系统技术方案

本实用新型专利技术的室内定位系统，主要由基站、标签、中继器、命令路由和上位机组成。当需要定位某个静止标签的位置或移动标签的移动轨迹时，通过上位机发送含有该标签唯一标示ID的定位命令，命令路由收到定位命令后会以无线的方式将命令发送出去，此时中继器负责延长命令路由发出的指令到定位区域的距离。含有唯一标示ID的标签收到定位命令后会返回该标签与其周围基站的距离信息，上位机收到该距离信息后通过一定的定位算法确定该静止标签的位置或移动标签的运动轨迹。该系统调试灵活、方便、体积小、不需要其他硬件设备的支持，特别适用于小型场所的室内定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及室内定位系统，特别涉及一种基于NanoPAN5375无线传输模块的室内定位系统，适用于室内静止或移动目标的实时定位。
技术介绍
位置信息在人们的生活中扮演着非常重要的角色，近年来目标定位引来了大量的研宄及关注。无线电技术和无线局域网技术的发展，以及人们对于定位服务需求的增加，推动了定位技术的发展。在开阔的室外环境中，全球定位系统GPS提供了非常精确的定位信息。在室内时，由于信号受到建筑物的影响而大大衰减，所以已无法再使用GPS进行定位，必须采用一种新的室内定位技术。随着人们生活水平的提高，对于室内定位信息的需求与日俱增，一些公共场所，像商场、展厅、机场、办公楼、仓库、地下停车场、军事训练基地等都需要使用准确的定位信息。假如在大型商场中，如何让顾客很快的找到自己需要的商品；在地下停车过程中，如何让司机很快的找到一个空车位。这些问题都需要室内定位技术来解决。NanoPAN5375是一款基于2.4GHzISM频带上整合了放大、滤波等组件的无线传输模块，抗干扰性、动态特性非常好，在提供较高无线通讯性能的同时，该芯片也提供了精确测距功能。它包含一个性能卓越的MAC控制器，可大大降低对微处理器和软件的要求，轻松地完成高级别系统的设计。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是:提供一种基于NanoPAN5375无线传输模块的室内定位系统，克服现有室内定位系统成本高、架设繁琐等不足，该系统简单、灵活的实现室内物体的定位及物体移动轨迹的跟踪。本技术是通过如下技术方案实现的:本专利技术的室内定位系统，其特征在于，包括以下硬件部分:基站:根据实际的应用场景构造一个二维图，在二维图中布设基站，基站的位置坐标是已知的，作为参考点用来测定标签的位置，根据室内的具体环境确定布设的地点和数量;标签:放置于需要定位的物体或人员上，每个标签具有唯一标示ID，标签收到定位命令后会返回该标签与其周围基站的距离信息；命令路由:通过USB通用串行总线连接到上位机，接收来自上位机的命令及将收到的距离信息发送给上位机，同时实现与中继器的数据交换；中继器:延长命令路由发出的定位指令到定位区域的距离；上位机:人机交互的枢纽，负责发送定位命令，显示标签的位置，即显示标签距离基站的距离，计算标签在二维图中的坐标，显示标签移动的轨迹。当需要定位某个静止标签的位置或移动标签的移动轨迹时，通过上位机发送含有该标签唯一标示ID的定位命令，命令路由收到定位命令后会以无线的方式将命令发送出去，此时中继器负责延长命令路由发出的指令到定位区域的距离；含有唯一标示ID的标签收到定位命令后会返回该标签与其周围基站的距离信息，上位机收到该距离信息后，会根据事先存入上位机的坐标图信息通过一定的定位算法确定该静止标签的位置或移动标签的运动轨迹。根据室内环境的实际大小和形状建立二维直角坐标图，在坐标图中布设基站，基站的布设个数和地点根据室内环境和形状的需要而定；只需保证基站和标签在命令路由的信号覆盖范围内；各个基站在坐标图中的位置坐标已知，并且将已布设基站的坐标图信息存入上位机中；标签是由待测位置物体或人携带。基站、标签、命令路由和中继器均包括NanoPAN5375无线传输模块和射频触发模块。基站、标签、中继器和命令路由之间均采用无线方式进行通信，命令路由和上位机之间通过USB通用串行总线进行连接。上位机中包括数据处理部分和定位算法。NanoPAN5375无线传输模块和射频触发模块是Nanotron公司生产的。本专利技术与现有技术相比的优点在于:本系统是亚米级定位系统，具有操作简单灵活的特点全部采用无线进行连接；本系统在视距视线环境下定位精度高；该系统调试灵活、方便、体积小、不需要其他硬件设备的支持，特别适用于小型场所的室内定位；该系统的费用低廉，以极低的费用就可以实现室内物体的定位。【附图说明】图1为本专利技术整体结构示意图。图2为本专利技术实施例的效果示意图。图3为系统上位机示意图。图中，I基站、2标签、3中继器、4命令路由、5上位机。【具体实施方式】附图为本专利技术的一种具体实施例。本专利技术的室内定位系统，包括以下硬件部分:基站1、标签2、中继器3、命令路由4和上位机5 ；基站:根据实际的应用场景构造一个二维图，在二维图中布设基站，基站的位置坐标是已知的，作为参考点用来测定标签的位置，根据室内的具体环境确定布设的地点和数量;标签:放置于需要定位的物体或人员上，每个标签具有唯一标示ID，标签收到定位命令后会返回该标签与其周围基站的距离信息；命令路由:通过USB通用串行总线连接到上位机，接收来自上位机的命令及将收到的距离信息发送给上位机，同时实现与中继器的数据交换；中继器:延长命令路由发出的定位指令到定位区域的距离；上位机:人机交互的枢纽，负责发送定位命令，显示标签的位置，即显示标签距离基站的距离，计算标签在二维图中的坐标，显示标签移动的轨迹。基站、标签、命令路由和中继器均包括NanoPAN5375无线传输模块和射频触发模块。基站1、标签2、中继器3和命令路由4之间均采用无线方式进行通信，命令路由4和上位机5之间通过USB通用串行总线进行连接。上位机中包括数据处理部分和定位算法。如图2所示:根据室内环境的实际大小和形状建立二维直角坐标图，在坐标图中布设基站1，基站I的布设个数和地点根据室内环境和形状的需要而定。只需保证基站I和标签2在命令路由4的信号覆盖范围内。本实施例是在一个矩形室内进行的，在此室内的四个角各布设一基站I，四个基站I在坐标图中的位置坐标已知，并且将已布设基站I的坐标图信息存入上位机中。标签2是由待测位置物体或人携带，标签2可根据实际需要制作成各种形状，每个标签2都具有唯一标示ID。命令路由和中继器与上位机5放置在一起。当需要定位某个静止标签2的位置或移动标签2的移动轨迹时，通过上位机5发送含有该标签2唯一标示ID的定位命令，命令路由4收到定位命令后会以无线当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内定位系统，其特征在于,包括以下硬件部分：命令路由，通过USB通用串行总线实现与上位机的通信，同时实现与中继器的数据交换；中继器，延长命令路由发出的定位指令到定位区域的距离；标签，放置在被测物体或人员上，每个标签具有唯一标示ID，标签收到定位命令后会返回该标签与其周围基站的距离信息；基站，位置坐标已知，作为参考点用于测定标签的位置，根据室内的具体环境确定布设的地点和数量；上位机，用于定位命令的发送和目标位置的显示；所述的命令路由、中继器、标签和基站内部均包含NanoPAN5375无线传输模块，以及射频触发模块；基站、标签、中继器和命令路由之间均采用无线方式进行通信，命令路由和上位机之间通过USB通用串行总线进行连接；当需要定位某个静止标签的位置或移动标签的移动轨迹时，通过上位机发送含有该标签唯一标示ID的定位命令，命令路由收到定位命令后会以无线的方式将命令发送出去，此时中继器负责延长命令路由发出的指令到定位区域的距离；含有唯一标示ID的标签收到定位命令后会返回该标签与其周围基站的距离信息，上位机收到该距离信息后，会根据事先存入上位机的坐标图信息通过一定的定位算法确定该静止标签的位置或移动标签的运动轨迹。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红卫，李庆华，周涵，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：新型
国别省市：山东;37