一种基于ZigBee的室内定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于ZigBee的室内定位系统，包括服务器，基站节点，多个子站节点及标签节点，多个子站节点呈正方形拓扑结构分布在室内，标签节点，基站节点及服务器位于室内任意位置，多个子站节点，标签节点及基站节点之间采用ZigBee技术进行无线通讯，基站节点与服务器之间通过GPRS技术进行无线通讯。本实用新型专利技术的定位系统，不仅低功耗，低成本，安装方便，而且在确保定位精度的前提下，减少子站数量，节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee的室内定位系统
本技术属于室内定位领域，具体涉及一种基于ZigBee的室内定位系统。
技术介绍
随着通信技术与数据业务的急速增长，人们对定位的需求已经远远不满足于室外定位，对复杂的室内环境，如医院、机场、停车场、工厂、仓库等人员，设备精确定位的需求越来越来大。然而受定位时间，定位精度以及室内环境复杂程度的条件限制，目前还没有一种室内定位技术被广泛的运用。目前比较主流的室内定位技术有：RFID技术，UWB技术，zigbee技术，蓝牙技术以及WIFI技术等。而纵观上述这些技术方案，UWB技术以精度高而著称，然后高成本，高功耗是其短板；RFID技术成本较低却不易于整合到移动设备中，且作用距离较短；WIFI与蓝牙技术一个成本较高，一个信号稳定性不高；而zigbee技术的低功耗，低成本的特性是实现室内定位系统的理想技术。然而由于室内定位受环境结构复杂程序的影响，如系统无法供电，系统不可安装等不利因素，往往需要耗费大量的人力物力，即使不考虑上述问题，在室内情况较为复杂时，为了保证定位精度，往往需要布置较多的设备，这样不利于后期设备维护。故而亟需一种室内定位系统，不仅功耗和成本低，而且在保证定位精度的条件下可以尽量减少设备使用数量。
技术实现思路
技术目的：为了解决现有技术的不足，本技术提供了一种基于ZigBee的室内定位系统，不仅低功耗，低成本，安装方便，而且多个子站呈正方形拓扑分布，可以在确保定位精度的前提下，减少子站数量，节约成本。技术方案：一种基于ZigBee的室内定位系统，包括服务器，基站节点，多个子站节点及标签节点，多个子站节点呈正方形拓扑结构分布在室内，标签节点，基站节点及服务器位于室内任意位置，多个子站节点，标签节点及基站节点之间采用ZigBee技术进行无线通讯，基站节点与服务器之间通过GPRS技术进行无线通讯；所述标签节点包括标签ZigBee通信模块，与标签ZigBee通信模块连接的标签存储电路及标签充电电路，所述子站节点包括子站ZigBee通信模块，与子站ZigBee通信模块连接的子站存储电路，所述基站节点包括主控芯片，与主控芯片连接的基站ZigBee通信模块及GPRS通信模块。优选的，所述主控芯片为STM32F407VGT6单片机U1，U1的引脚55和56接基站ZigBee通信模块，引脚25、26、35、36、37接GPRS通信模块。优选的，所述基站ZigBee通信模块为CC2530+CC2591ZigBee的集成电路模块U11，U11的TX和RX端口连接主控芯片，RST端口连接上电复位电路。优选的，所述GPRS通信模块为USR-GPRS232-7S3模块U6，其引脚6和7分别串接电平匹配电路后连接主控芯片的引脚26和25，U6的引脚1、9和15分别串接指示灯驱动电路后连接主控芯片的引脚35、37和36。优选的，所述标签ZigBee通信模块及子站ZigBee通信模块均为CC2530集成电路模块，其引脚22和23连接指示灯电路，引脚24连接上电复位电路，引脚13和14连接存储电路，引脚16串接电池电量检测电路后连接供电电池。优选的，所述标签存储电路及子站存储电路均采用EEPROM芯片，其引脚5和6连接ZigBee通信模块的引脚13和14。优选的，所述标签ZigBee通信模块的引脚16连接的是充电电池，该充电电池连接标签充电电路。优选的，多个子站节点呈正方形拓扑结构分布，且横向或纵向的相邻两个子站节点距离为15～20m。有益效果：本技术所揭示的一种基于ZigBee的室内定位系统，具有如下有益效果：系统采用服务器，基站，子站及标签四级结构配置，通过ZigBee技术建立标签与子站，子站与基站之间的通信，实现低功耗和低成本；对于多个数量要求的子站采用电池供电，标签采用可充电电池供电，解决供电不便的问题，使得复杂环境下可以任意位置安装，降低安装困难度；在定位区域内，多个子站采用正方形拓扑结构分布，且控制子站之间的距离，可以在确保定位精度及定位盲区较少的前提下，减少子站的布置数量，从而降低成本以及维护难度。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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1是本技术实施例的原理框图；图2是本技术实施例中主控芯片的电路图图3是本技术实施例中基站zigbee通信模块电路图；图4是本技术实施例中GPRS通信模块的电路图；图5是本技术实施例中子站zigbee通信模块的电路图；图6是本技术实施例中子站存储电路的电路图；图7是本技术实施例中标签zigbee通信模块的电路图；图8是本技术实施例中标签存储电路的电路图；图9是本技术实施例中标签充电电路的电路图；图10是本技术实施例中子站正方形拓扑结构分布示意图；图11为本技术实施例中非标准区域进行区域分割的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。如图1所示的一种基于ZigBee的室内定位系统，包括服务器，基站节点，多个子站节点及标签节点，多个子站节点呈正方形拓扑结构分布在室内，标签节点，基站节点及服务器位于室内任意位置，多个子站节点，标签节点及基站节点之间采用ZigBee技术进行无线通讯，基站节点与服务器之间通过GPRS技术进行无线通讯。具体说来，所述标签节点作为待测节点与待定位的人或物进行绑定，标签节点可以是固定的，也可以是移动的，其包括标签ZigBee通信模块，与标签ZigBee通信模块连接的标签存储电路及标签充电电路。所述子站节点作为参考节点需要在现场确定实际坐标值，从而在后期的运算中可以根据实际做表示来计算出标签节点与子站节点之间的实际距离，该子站节点分布在定位区域内的各个区域，呈正方形定拓扑结构分布，且横纵相邻两个子站节点之间距离为15～20m，优选20m，所述子站节点包括子站ZigBee通信模块，与子站ZigBee通信模块连接的子站存储电路。所述基站节点作为多个子站节点的数据汇总点，首先要进行ZigBee网络自组网，使得各个子站节点以及标签节点进入同一个ZigBee网络中，同时基站节点要将接收到的各个子站节点数据解析，再组包后通过GPRS技术发送给服务器，所述基站节点包括主控芯片，与主控芯片连接的基站ZigBee通信模块及GPRS通信模块。如图2所示，所述基站节点中的主控芯片选用STM32F407VGT6单片机U1，U1的引脚6、11、19、21、22、28、50、75、100接3.3V，引脚10、20、27、74、99接地，U1的引脚94脚串接电阻R3后接地，U1的引脚49串接电容C4后接地，U1的引脚73串接电容C5后接地，引脚12和13接晶振电路，引脚55和56接基站ZigBee通信模块，引脚25、26、35、36、37接GPRS通信模块。如图3所示，所述基站节点中的基站ZigBee通信模块为CC2530+CC2591ZigBee的集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee的室内定位系统，其特征在于：包括服务器，基站节点，多个子站节点及标签节点，多个子站节点呈正方形拓扑结构分布在室内，标签节点，基站节点及服务器位于室内任意位置，多个子站节点，标签节点及基站节点之间采用ZigBee技术进行无线通讯，基站节点与服务器之间通过GPRS技术进行无线通讯；所述标签节点包括标签ZigBee通信模块，与标签ZigBee通信模块连接的标签存储电路及标签充电电路，所述子站节点包括子站ZigBee通信模块，与子站ZigBee通信模块连接的子站存储电路，所述基站节点包括主控芯片，与主控芯片连接的基站ZigBee通信模块及GPRS通信模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee的室内定位系统，其特征在于：包括服务器，基站节点，多个子站节点及标签节点，多个子站节点呈正方形拓扑结构分布在室内，标签节点，基站节点及服务器位于室内任意位置，多个子站节点，标签节点及基站节点之间采用ZigBee技术进行无线通讯，基站节点与服务器之间通过GPRS技术进行无线通讯；所述标签节点包括标签ZigBee通信模块，与标签ZigBee通信模块连接的标签存储电路及标签充电电路，所述子站节点包括子站ZigBee通信模块，与子站ZigBee通信模块连接的子站存储电路，所述基站节点包括主控芯片，与主控芯片连接的基站ZigBee通信模块及GPRS通信模块。2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的室内定位系统，其特征在于：所述主控芯片为STM32F407VGT6单片机U1，U1的引脚55和56接基站ZigBee通信模块，引脚25、26、35、36、37接GPRS通信模块。3.根据权利要求2所述的基于ZigBee的室内定位系统，其特征在于：所述基站ZigBee通信模块为CC2530+CC2591ZigBee的集成电路模块U11，U11的TX和RX端口连接主控芯片，RST端口连接上电复位电路。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾四和，阚伟伟，吴明明，沈岳，
申请(专利权)人：南通云之建智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32