一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统，包括UWB定位模块、ZigBee通信模块、系统控制模块和平板电脑。其中，所述UWB定位模块包括发射UWB信号的UWB定位标签和不少于4个接收UWB信号的UWB定位基站；所述UWB定位标签内置于所述平板电脑内，通过所述平板电脑内置的可充电锂聚合物电池进行供电；所述系统控制模块包括UWB定位平台软件和用来实现区域性电子围栏的警报单元。本发明专利技术基于成熟的物联网技术，采用UWB‑TDOA定位技术和ZigBee无线通信技术，通过对各个平板电脑的追踪定位，针对服务区域设置电子围栏，违规报警提醒、轨迹回放等功能。

A Tablet Computer Electronic Fence System Based on UWB Technology

The invention provides a tablet computer electronic fence system based on UWB technology, including UWB positioning module, ZigBee communication module, system control module and tablet computer. The UWB positioning module includes UWB positioning tags transmitting UWB signals and at least four UWB positioning base stations receiving UWB signals; the UWB positioning tags are embedded in the tablet computer and are powered by the rechargeable lithium polymer batteries built in the tablet computer; and the system control module includes the UWB positioning platform software. The alarm unit is used to implement the regional electronic fence. The invention is based on mature Internet of Things technology, uses UWB TDOA positioning technology and ZigBee wireless communication technology, through tracking and positioning of each tablet computer, sets up electronic fence for service area, alarms against violations, trajectory playback and other functions.

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统
本专利技术属于计算机
，尤其涉及一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统。
技术介绍
近些年，物联网技术的风起云涌，催化众多半导体公司制造出性价比高、可靠性好的用于万物互联的微控制器芯片，为促进各行业应用向信息化、智能化方向高速发展提供坚实基础。同时，在国家大力实施“互联网+”的战略布局条件下，互联网与传统行业进行深度融合，不断淘汰落后产能与技术。再者，基于现代移动网络与移动智能终端技术已趋成熟，人们不断提出对各行业事务进行移动管理的新需求。另一方面，对室内定位的需求也在不断浮现：商场、机场、车站等人流密集场所需要高效的定位分析手段，以提高运营效率、挖掘商业潜力。目前，在一些餐馆、展厅及娱乐场所等提供可移动便携的平板电脑为人们进行相应的服务，但庞大的客流量导致设备安全问题比较突出，影响场所的正常运营。
技术实现思路
针对上述现有技术的现状，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统，具有电子围栏、追踪定位、违规实时报警、轨迹回放等功能。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统，包括UWB定位模块、ZigBee通信模块、系统控制模块和平板电脑。其中，所述UWB定位模块包括发射UWB信号的UWB定位标签和不少于4个接收UWB信号的UWB定位基站；所述UWB定位标签内置于所述平板电脑内，通过所述平板电脑内置的可充电锂聚合物电池进行供电；所述各个UWB定位基站之间通过ZigBee无线信号实现时间基准同步。通过所述UWB定位标签与所述UWB定位基站的UWB定位信号，采用TDOA定位算法，实现对所述平板电脑的追踪定位。通过所述UWB定位标签与所述UWB定位基站的ZigBee通信信号，实现所述UWB定位基站对所述平板电脑的参数配置、状态回传以及上下行的数据。所述系统控制模块包括UWB定位平台软件和用来实现区域性电子围栏的警报单元，所述系统控制模块分别与UWB定位模块、后台定位服务器和后台数据库服务器数据传输连接。优选的，所述UWB定位基站支持POE供电和DC12V供电。优选的，所述平板电脑包括触发于所述警报单元的扬声器控制电路。有益效果：本专利技术基于成熟的物联网技术，采用UWB-TDOA定位技术和ZigBee无线通信技术，通过对各个平板电脑的追踪定位，针对服务区域设置电子围栏，违规报警提醒、轨迹回放等功能。本专利技术功耗低、容量大、安全性强、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性强，具有很高的定位精准度，系统架设简单，铺装成本低廉，适合大范围推广。附图说明图1为本专利技术中平板电脑示意图；图2为本专利技术中电子围栏示意图；图3为本专利技术系统结构示意图。附图标号：平板电脑1，UWB定位标签2，UWB定位基站3。具体实施方式为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解和认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统，如图1-3所示，一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统，包括UWB定位模块、ZigBee通信模块、系统控制模块和平板电脑1。其中，所述UWB定位模块包括发射UWB信号的UWB定位标签2和不少于4个接收UWB信号的UWB定位基站3；所述UWB定位标签2内置于所述平板电脑内1，通过所述平板电脑1内置的可充电锂聚合物电池进行供电；所述各个UWB定位基站3之间通过ZigBee无线信号实现时间基准同步。通过所述UWB定位标签2与所述UWB定位基站3的UWB定位信号，采用TDOA定位算法，实现对所述平板电脑1的追踪定位。进一步说明，TDOA定位原理(到达时间差原理)，利用UWB技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差，从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。使用TDOA技术不需要定位标签与定位基站之间进行往复通信，只需要定位标签只发射或只接收UWB信号，故能做到更高的定位动态和定位容量。UWB-TDOA定位中的频率同步和时间同步问题。目前同步技术分为有线同步和无线同步两种，有线同步指使用光纤、网线等线缆将定位基站直接相互连接或接入同步控制器实现定位基站之间的同步；无线同步指通过无线电实现定位基站之间的同步，本实施例采用无线同步技术。通过所述UWB定位标签2与所述UWB定位基站3的ZigBee通信信号，实现所述UWB定位基站3对所述平板电脑1的参数配置、状态回传以及上下行的数据。所述系统控制模块包括UWB定位平台软件和用来实现区域性电子围栏的警报单元，所述系统控制模块分别与UWB定位模块、后台定位服务器和后台数据库服务器数据传输连接。具体说明，ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz、868MHz和915MHz3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。UWB是一种新型的无线通信技术，根据美国联邦通信委员会的规范，UWB的工作频带为3.1～10.6GHz，系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20％或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短(如2ns)的窄脉冲(如二次高斯脉冲)通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。超宽带的主要优势有，低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位)，具有很高的定位准确度和定位精度。进一步说明，本实施例中所述UWB定位基站3支持POE供电和DC12V供电。进一步说明，本实施例中所述平板电脑1包括触发于所述警报单元的扬声器控制电路。具体工作说明，本专利技术通过UWB-TDOA定位追踪技术和ZigBee无线通信技术，设置相应的区域性电子围栏，对服务区内的各个平板电脑进行实时追踪定位，当某个平板电脑离开所设置的电子围栏区域时，将会触发警报，提醒相关工作人员前去查看。工作人员也可通过定位平台软件回看某个平板电脑的移动轨迹。需要说明的是，在本文中诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神与范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统，其特征在于：包括UWB定位模块、ZigBee通信模块、系统控制模块和平板电脑。其中，所述UWB定位模块包括发射UWB信号的UWB定位标签和不少于4个接收UWB信号的UWB定位基站；所述UWB定位标签内置于所述平板电脑内，通过所述平板电脑内置的可充电锂聚合物电池进行供电；所述各个UWB定位基站之间通过ZigBee无线信号实现时间基准同步。通过所述UWB定位标签与所述UWB定位基站的UWB定位信号，采用TDOA定位算法，实现对所述平板电脑的追踪定位。通过所述UWB定位标签与所述UWB定位基站的ZigBee通信信号，实现所述UWB定位基站对所述平板电脑的参数配置、状态回传以及上下行的数据。所述系统控制模块包括UWB定位平台软件和用来实现区域性电子围栏的警报单元，所述系统控制模块分别与UWB定位模块、后台定位服务器和后台数据库服务器数据传输连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB技术的平板电脑电子围栏系统，其特征在于：包括UWB定位模块、ZigBee通信模块、系统控制模块和平板电脑。其中，所述UWB定位模块包括发射UWB信号的UWB定位标签和不少于4个接收UWB信号的UWB定位基站；所述UWB定位标签内置于所述平板电脑内，通过所述平板电脑内置的可充电锂聚合物电池进行供电；所述各个UWB定位基站之间通过ZigBee无线信号实现时间基准同步。通过所述UWB定位标签与所述UWB定位基站的UWB定位信号，采用TDOA定位算法，实现对所述平板电脑的追踪定位。通过所述UWB定位标签与所述U...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振钢，
申请(专利权)人：徐振钢，
类型：发明
国别省市：浙江,33