一种用于室内定位的组网方法技术

本发明专利技术属于室内定位技术领域，具体的说是涉及一种用于室内定位的组网方法。本发明专利技术的方法主要是采用分级的组网方式，即采用具有蓝牙和因特网接入能力的双协议栈设备构建一级节点，所述一级节点可与多个蓝牙设备和因特网建立通信连接；采用蓝牙设备作为二级节点，所述二级节点用于广播蓝牙广播数据包，数据包中包含有定位信息，且二级节点定时与一级节点建立通信连接，进行与一级节点之间的数据交换。本发明专利技术的有益效果是：相对于传统的技术，本发明专利技术的方法采用二级级联的设备部署方案，以不违反蓝牙协议栈的方式，让传统蓝牙设备接入到互联网，从而极大的简化了对蓝牙终端的维护，同时还提出了更简便的确定节点设备空间坐标的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种用于室内定位的组网方法
本专利技术属于室内定位
，具体的说是涉及一种用于室内定位的组网方法。
技术介绍
室内定位与导航技术一直是一个没有得到妥善解决的研究领域。纵然定位算法理论已经很完备，国内外的学者们也都提出了很多基于不同技术种类的室内定位解决方案，但根据目前的情况来看，仍然没有一个通用的方便的且易于被市场接受的解决方案出现。目前最常用的室内定位与导航技术方案是基于蓝牙低功耗技术的。蓝牙低功耗技术允许创建一种蓝牙信标设备，通过该设备定时向周围广播蓝牙广播帧和仅仅响应蓝牙扫描请求，就得到交换信息的目的，而无须像传统蓝牙设备那样，必须先配对并建立连接，才能进行信息交互。基于蓝牙低功耗技术的解决方案里面，比较有代表性的是苹果公司的iBeacon和谷歌公司的Eddystone。两者的核心思路都是基于上述蓝牙低功耗技术的，具体差别不大，主要差异集中在对蓝牙广播帧格式的规定和系统层面(iOS/Android)层面的支持上。但不管差别如何，工作原理都是，在现场勘察确定要实施的设备节点部署方案以后，都会先把要部署的设备ID信息和该设备的区域位置信息录入远程数据库，以建立节点档案。然后，通过现场人工操作的方式，把相应的节点设备安装到现场的对应位置，然后通过手机或蓝牙调试设备，与该节点设备配对，并连接上该节点设备，修改其蓝牙协议栈的GATT数据库信息，并让该节点设备根据修改后的GATT数据库来动态更新其广播数据包信息。通常，对于节点设备，它都会广播自己的设备ID身份，来让用户设备知晓自己所在的位置附近都有哪些节点设备，并与远程数据库信息交叉比对，从而确定自己的位置。一般而言，目前苹果和谷歌等公司推出的传统的基于蓝牙低功耗技术的解决方案，因为市面上蓝牙设备芯片的功能和前期蓝牙技术的限制，没有可远程维护的功能，只能近距离地现场进行配置与维护。所以若一个片区部署的设备规模过大，维护工作(比如更换电池和配置设备的广播信息)会变得非常繁重。于是传统的解决方案都不适用于大规模和高密度的部署。但一般而言室内定位的部署都需要部署足够数量的设备，所以传统技术的不方便部署和维护的缺点，导致了实际普及的困难。也因为传统的解决方案不支持大规模高密度的部署，加上蓝牙技术要求的低功耗和小型化特性导致蓝牙技术对其信号的物理特性无法很好地加以利用，所以在室内的应用上，即使采用算法进行优化或采用创新的部署方式，传统的解决方案定位精度都仍然不高。于是，传统的解决方案在室内定位的应用上都做出了妥协，转而强调服务于基于区域位置的元数据推送，而弱化对室内高精度导航的支持。故传统的解决方案不能很好地支持室内导航的需求。所以，传统方案存在“部署与维护难”、“不支持高精度室内导航需求”的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对上述问题，提供一种用于室内定位的组网方法。本专利技术的技术方案是：用于室内定位的组网方法，该方法用于基于蓝牙设备的室内定位系统，其特征在于，包括：采用具有蓝牙和因特网接入能力的双协议栈设备构建一级节点，所述一级节点可与多个蓝牙设备和因特网建立通信连接；采用蓝牙设备作为二级节点，所述二级节点用于广播蓝牙广播数据包，数据包中包含有定位信息，且二级节点定时与一级节点建立通信连接，进行与一级节点之间的数据交换；具体组网方法为：S1、根据目标室内定位区域特征，确定需要部署一级节点和二级节点的信息，并将信息存入服务器；S2、安装一级节点，并将一级节点与服务器建立网络连接；S3、安装二级节点，每个二级节点安装完成后，需首先与最邻近的一级节点进行蓝牙连接，并向该连接的一级节点发送自身的ID信号，一级节点根据二级节点的ID信息从服务器获取相应的配置信息返回给二级节点，二级节点完成配置后，断开与一级节点的连接，进入广播状态；S4、二级节点在固定的间隔时间段内，与一级节点建立连接并向一级节点发送自身的状态信息，一级节点将接收到的二级节点状态信息发送给服务器。上述方案的目的，是针对目前采用蓝牙设备进行室内定位存在的缺陷，即，服务器存储的节点设备位置等信息需要部署人员手动地与每一个设备进行配对连接并配置到节点设备中，因为传统蓝牙设备无法远程接入到互联网去与远程服务器交互，故部署的时候费事费力，以及在使用一段时间以后，蓝牙设备会因为电池耗尽而需要更换，但管理人员却无法方便并及时地获得设备损耗信息，只能到定期到现场采用调试设备扫描的方式来确定设备的工作状态，故维护起来也费时费力的缺陷，所提出的针对性的解决方法。上述方案的主要优点在于，打破了传统技术中仅仅针对定位方法本身进行改进的思维禁锢，提出了二级连接方式，通过设置即可与蓝牙设备通信，又可与互联网通信的中转服务器，使得蓝牙定位终端的信息变得易于获取，从而解决了传统技术中存在的问题。进一步的，所述步骤S1中，确定需要部署的二级节点信息的具体方法为：对部署区域确定一个坐标原点，将具有惯性传感器的定位设备放在坐标原点，在开启惯性导航的条件下，将定位设备移动到要部署的点上，根据惯性传感器测得的参数可获得该点与原点的相对坐标，获得该点的左边位置信息，重复多次即可获得所有安装点的位置信息。上述方案所解决的是，传统技术中：对于要部署的设备节点，节点的ID信息、节点区域位置信息或者其他节点需要被广播的信息，都会通过其他手段被预先录入到远程服务器中。但在实际应用中，因为部署的节点设备数量往往非常庞大，特别是节点的位置信息很难逐一手工测量，所以部署起来费时费力。上述方案采用惯性导航的测量办法，来方便地得到节点设备需要部署到的位置的相对坐标，用以方便录入到远程服务器数据库中。进一步的，所述一级节点采用有线连接的供电模式，二级节点采用便携式供电模式。进一步的，所述一级节点之间的间距≤10米，二级节点之间的间距为1米。进一步的，当用户设备只接收到1个二级节点的信息时，则以该二级节点的位置信息为定位结果；当用户设备接收到多个二级节点的信息时，则把这些二级节点的空间位置信息和信号强度作为已知量，通过极大似然估计法方程求解出用户设备当前的位置。本专利技术的有益效果是：相对于传统的技术，本专利技术的方法采用二级级联的设备部署方案，以不违反蓝牙协议栈的方式，让传统蓝牙设备接入到互联网，从而极大的简化了对蓝牙终端的维护，同时还提出了更简便的确定节点设备空间坐标的方法。附图说明图1为本专利技术组网的逻辑结构示意图。具体实施方式下面结合附图详细描述明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术主要是通过一个二级级联的设备部署方案，来解决设备部署和维护难的问题，具体包括：1、采用具有蓝牙低功耗功能芯片和WiFi芯片并使用有线电源工作的双协议栈设备——蓝牙路由器，作为一级节点设备，用于通过因特网与远程服务器交互，并管理二级节点设备。2、采用微型的方便安装的具有蓝牙低功耗芯片并使用纽扣电池工作的蓝牙设备，作为二级节点设备，用于广播相应蓝牙广播数据包给用户设备用于定位，并会定时与一级节点设备建立蓝牙连接，通过与一级节点设备来与因特网远程服务器交互并完成自己设备信息的自动配置，并能根据自动配置的信息动态地更新自己的蓝牙广播数据包。3、现场部署时，先确定部署方案，然后把相应节点信息录入远程服务器。4、安装好一级节点，一级节点的安装一般位于房间区域的天花板中心等位置，并且安装密度很低本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于室内定位的组网方法，该方法用于基于蓝牙设备的室内定位系统，其特征在于，包括：采用具有蓝牙和因特网接入能力的双协议栈设备构建一级节点，所述一级节点可与多个蓝牙设备和因特网建立通信连接；采用蓝牙设备作为二级节点，所述二级节点用于广播蓝牙广播数据包，数据包中包含有定位信息，且二级节点定时与一级节点建立通信连接，进行与一级节点之间的数据交换；具体组网方法为：S1、根据目标室内定位区域特征，确定需要部署一级节点和二级节点的信息，并将信息存入服务器；S2、安装一级节点，并将一级节点与服务器建立网络连接；S3、安装二级节点，每个二级节点安装完成后，需首先与最邻近的一级节点进行蓝牙连接，并向该连接的一级节点发送自身的ID信号，一级节点根据二级节点的ID信息从服务器获取相应的配置信息返回给二级节点，二级节点完成配置后，断开与一级节点的连接，进入广播状态；S4、二级节点在固定的间隔时间段内，与一级节点建立连接并向一级节点发送自身的状态信息，一级节点将接收到的二级节点状态信息发送给服务器。

【技术特征摘要】
1.用于室内定位的组网方法，该方法用于基于蓝牙设备的室内定位系统，其特征在于，包括：采用具有蓝牙和因特网接入能力的双协议栈设备构建一级节点，所述一级节点可与多个蓝牙设备和因特网建立通信连接；采用蓝牙设备作为二级节点，所述二级节点用于广播蓝牙广播数据包，数据包中包含有定位信息，且二级节点定时与一级节点建立通信连接，进行与一级节点之间的数据交换；具体组网方法为：S1、根据目标室内定位区域特征，确定需要部署一级节点和二级节点的信息，并将信息存入服务器；S2、安装一级节点，并将一级节点与服务器建立网络连接；S3、安装二级节点，每个二级节点安装完成后，需首先与最邻近的一级节点进行蓝牙连接，并向该连接的一级节点发送自身的ID信号，一级节点根据二级节点的ID信息从服务器获取相应的配置信息返回给二级节点，二级节点完成配置后，断开与一级节点的连接，进入广播状态；S4、二级节点在固定的间隔时间段内，与一级节点建立连接并向一级节点发送自身的状态信息，一级节点将接收到的二级节点状态信息发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：左志宏，赖春雷，颜凯，董茜，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51