可见光室内定位装置及系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种可见光室内定位装置及系统，涉及室内定位的技术领域，包括光信号发生模块、光信号接收模块和信号处理模块；光信号发生模块包括第一微控制器和发光元件，用于生成以不同频率闪烁的光信号；光信号接收模块包括光照度传感器，光照度传感器用于将光信号转换成第一电压信号；信号处理模块包括滤波器和第二微控制器，滤波器用于接收第一电压信号并将第一电压信号转换为多个不同频率的第二电压信号；第二微控制器用于接收多个不同频率的第二电压信号，并根据第二电压信号生成光照度传感器的定位。本实用新型专利技术以可见光为载体，具备无电磁辐射且抗干扰能力强等优点，环境条件受限小，定位更精准。

Visible Indoor Positioning Device and System

The utility model provides a visible indoor positioning device and system, which relates to the technical field of indoor positioning, including an optical signal generating module, an optical signal receiving module and a signal processing module; an optical signal generating module includes a first microcontroller and a light emitting element for generating a light signal flashing at different frequencies; and an optical signal receiving module includes a light intensity sensor and a light intensity sensor. The sensor is used to convert the optical signal into a first voltage signal; the signal processing module includes a filter and a second microcontroller, which receives the first voltage signal and converts the first voltage signal into a second voltage signal of multiple different frequencies; and the second microcontroller is used to receive a second voltage signal of multiple different frequencies and generate an illumination sensor based on the second voltage signal. Location of the device. The utility model takes visible light as the carrier, has the advantages of no electromagnetic radiation and strong anti-interference ability, small environmental conditions and more accurate positioning.

【技术实现步骤摘要】
可见光室内定位装置及系统
本技术涉及室内定位
，尤其是涉及一种可见光室内定位装置及系统。
技术介绍
随着定位和导航服务需求的日益增加，定位技术受到了越来越多的关注。虽然全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)己经在室外环境中广泛应用，但是在人类活动最为频繁的室内环境中，由于无线信号的衰减和多径效应的影响，GPS定位精度十分有限，无法提供可靠的位置服务。现有主流的室内定位系统通常由电子标签、射频读写器等组成，通过由天线架起的空间电磁波的传输通道进行数据交换，它的抗干扰能力差，比较容易受到周边环境的影响。目前，尚未提出定位精准且抗干扰能力强的室内定位技术方案。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种可见光室内定位装置及系统，以实现对室内物体更精准并且抗干扰能力更强的定位。第一方面，本技术实施例提供了一种可见光室内定位装置，包括：光信号发生模块、光信号接收模块和信号处理模块；光信号发生模块包括第一微控制器和发光元件，用于生成以不同频率闪烁的光信号；光信号接收模块包括光照度传感器，光照度传感器用于将光信号转换成第一电压信号；信号处理模块包括滤波器和第二微控制器，滤波器用于接收第一电压信号并将第一电压信号转换为多个不同频率的第二电压信号；第二微控制器用于接收多个不同频率的第二电压信号，并根据第二电压信号生成光照度传感器的定位。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，第一微控制器包括多个引脚，不同的引脚输出不同频率的电信号。结合第一方面及其第一种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，光信号发生模块，还包括驱动模块；驱动模块通过引脚与第一微控制器通信连接，并接收电信号；驱动模块与发光元件通信连接，并将电信号发送给发光元件。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，第一微控制器为MSP430单片机，发光元件为LED灯。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，光照度传感器和所有发光元件分别通信连接，接收光信号并生成叠加的电压信号。结合第一方面及其第四种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该装置还包括放大电路，放大电路与光照度传感器通信连接，并接收叠加的电压信号并转换为第一电压信号。结合第一方面，本技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，信号处理模块包括多个中心频率不同的滤波器；多个中心频率不同的滤波器分别与光信号接收模块通信连接，并分别接收第一电压信号。结合第一方面或其任一种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，该装置还包括外接模块；外接模块和第一微控制器通信连接，并将外接信号传递给第一微控制器。结合第一方面及其第七种可能的实施方式，本技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，该装置还包括通信模块；通信模块和滤波器通信连接，接收第二电压信号并发送给指定的接收装置。第二方面，本技术实施例还提供一种可见光室内定位系统，包括：第一方面或其任一种可能的实施方式的可见光室内定位装置。本技术实施例带来了以下有益效果：本技术实施例提供了一种可见光室内定位装置及系统，电源经过光信号发生模块中第一微控制器，可以生成不同频率的电信号，电信号经过发光元件后转化为闪烁的光信号，不同频率的电信号可以转化为以不同频率闪烁的光信号，光照度传感器同时接收以不同频率闪烁的全部光信号并转换为第一电压信号，第一电压信号经滤波器后转换为多个不同频率的第二电压信号，根据第二电压信号使用三边定位法经第二微控制器计算可生成光照度传感器的定位。本技术实施例以可见光为载体，具备无电磁辐射、节能环保且抗干扰能力强等优点，环境条件受限小，定位更精准。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的可见光室内定位装置结构连接图；图2为本技术实施例提供的可见光室内定位装置光信号发生模块结构连接图；图3为本技术实施例提供的可见光室内定位装置光信号接收模块结构连接图；图4为本技术实施例提供的可见光室内定位装置信号处理模块结构连接图；图5为本技术实施例提供的可见光室内定位装置在室内安装示意图；图6为本技术实施例提供的可见光室内定位装置在室内屋顶上表面安装示意图；图7为本技术实施例提供的可见光室内定位装置在室内屋顶下表面安装示意图。图标：1-光信号发生模块；2-光信号接收模块；3-信号处理模块；11-第一微控制器；12-发光元件；21-光照度传感器；31-滤波器；32-第二微控制器。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。目前，主流的室内定位系统RFID室内定位系统。该系统通常由电子标签、射频读写器、中间件以及计算机数据库组成，结构如图所示。射频标签和读写器是通过由天线架起的空间电磁波的传输通道进行数据交换的。在定位系统应用中，将射频读写器放置在待测移动物体上，射频电子标签嵌入到操作环境中。电子标签上存储有位置识别的信息，读写器则通过有线或无线形式连接到信息数据库。RFID室内定位技术典型系统LANDMARK。该系统通过参考标签和待定标签的信号强度RSSI的分析计算，利用“最近邻居”算法和经验公式计算出带定位标签的坐标。LANDMARK系统定位精度：平均1m。由于射频信号在空中传播时易受干扰且在同一微波电路、同一方向上不能使用同一频率，因此在飞机、医院等特殊场景下使用受限。除此之外，它也不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。LANDMARK系统有几方面缺陷。首先，系统定位精度由参考标签的位置决定，参考标签的位置会影响定位；第二，系统为了提高定位精度需要增加参考标签的密度，然而密度较高会产生较大的干扰，影响信号强度；第三，因为要通过公式计算欧几里德公式得到参考标签和待定标签的距离，所以计算量较大。基于以上，本技术实施例提供的一种可见光室内定位装置及系统，可以将三个LED灯作为光信号发生装置，利用光电传感器Po188进行光电转换，得到体现光强的电压信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可见光室内定位装置，其特征在于，包括：光信号发生模块、光信号接收模块和信号处理模块；所述光信号发生模块包括第一微控制器和发光元件，用于生成以不同频率闪烁的光信号；所述光信号接收模块包括光照度传感器，所述光照度传感器用于将所述光信号转换成第一电压信号；所述信号处理模块包括滤波器和第二微控制器，所述滤波器用于接收所述第一电压信号并将所述第一电压信号转换为多个不同频率的第二电压信号；所述第二微控制器用于接收多个不同频率的所述第二电压信号，并根据所述第二电压信号生成所述光照度传感器的定位。

【技术特征摘要】
1.一种可见光室内定位装置，其特征在于，包括：光信号发生模块、光信号接收模块和信号处理模块；所述光信号发生模块包括第一微控制器和发光元件，用于生成以不同频率闪烁的光信号；所述光信号接收模块包括光照度传感器，所述光照度传感器用于将所述光信号转换成第一电压信号；所述信号处理模块包括滤波器和第二微控制器，所述滤波器用于接收所述第一电压信号并将所述第一电压信号转换为多个不同频率的第二电压信号；所述第二微控制器用于接收多个不同频率的所述第二电压信号，并根据所述第二电压信号生成所述光照度传感器的定位。2.根据权利要求1所述的可见光室内定位装置，其特征在于，所述第一微控制器包括多个引脚，不同的所述引脚输出不同频率的电信号。3.根据权利要求2所述的可见光室内定位装置，其特征在于，所述光信号发生模块，还包括驱动模块；所述驱动模块通过所述引脚与所述第一微控制器通信连接，并接收所述电信号；所述驱动模块与所述发光元件通信连接，并将所述电信号发送给所述发光元件。4.根据权利要求1所述的可见光室内定位装置，其特征在于，所述第一微控制器为MSP43...

【专利技术属性】
技术研发人员：花赟玥，张楠，郑力涛，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京,11