一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，主要由若干台VLP发射机、VLP蓝牙中继穿戴装置和具有蓝牙功能的移动终端组成，VLP发射机在其锚点覆盖区域循环播送LED‑ID光信号，VLP蓝牙中继穿戴装置实时接收多路VLP发射机传输的ID信息和光信号强度输出用户位置坐标后，通过蓝牙通信链路将位置信息传输至移动终端，移动终端获取位置信息后，可调用预存的室内地图数据库在移动终端APP上实时更新用户位置。本实用新型专利技术可以很好地解决目前移动终端不能直接扩展光电接收器的局限，用户可通过佩戴此中继装置实现移动终端接收光定位信号，获得较好的定位精度、便携性和鲁棒性。

A wearable VLP Bluetooth relay positioning system

The utility model discloses a wearable VLP Bluetooth relay positioning system, which is mainly composed of several VLP transmitters, VLP Bluetooth relay wearable device and a mobile terminal with Bluetooth function. The VLP transmitter circulates the LED \u2011 ID optical signal in its anchor coverage area, and the VLP Bluetooth relay wearable device receives the ID information and optical signal strength output user transmitted by multiple VLP transmitters in real time After the location coordinate, the location information is transmitted to the mobile terminal through the Bluetooth communication link. After the mobile terminal obtains the location information, it can call the pre stored indoor map database to update the user's location on the mobile terminal app in real time. The utility model can well solve the limitation that the current mobile terminal can not directly expand the photoelectric receiver, and the user can receive the optical positioning signal by wearing the relay device, so as to obtain better positioning accuracy, portability and robustness.

【技术实现步骤摘要】
一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统
本技术涉及定位
，特别涉及一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统。
技术介绍
随着现代科学的飞速发展，人们对位置信息的需求越来越高。目前，全球定位系统(GlobalPositionSystem，GPS)已经得到了广泛应用。而在超市、展览馆、博物馆和大型室内建筑等室内场景中，由于建筑物墙壁的遮挡，GPS信号会急剧衰减，无法提供准确的定位服务。传统的室内定位系统采用WiFi、蓝牙和ZigBee等射频定位技术，但是这些技术都具有射频相互干扰严重、射频信号方向可控性差等特点，导致其定位精度较差。此外，这些技术还往往要求部署大量的定位锚点，增加了设备部署成本。而与上述传统的室内定位技术相比，VLP(VisibleLightPositioning，VLP)技术具有无射频污染和干扰、光定位信号方向可控、设备成本低和部署成本低等优点，成为下一代室内定位技术的最佳解决方案之一。目前主流的VLP技术有两类，即成像VLP和非成像VLP。成像VLP技术通常采用摄像头或图像传感器作为接收机，通过接收ID光信息和摄影测量法来实施定位。非成像VLP技术通常采用光敏三极管(Phototriode，PT)或光电二极管(Photodiode，PD)作为接收机，通过接收ID光信息、光信号强度或接收角度等信息来综合定位位置。目前，商用移动终端(如智能手机、平板电脑等)均自带摄像头，在灯具尺寸较大、定位信息传输较近、保持静止和保持固定的摄像头姿态角度的场景条件下，可采用成像VLP技术，能够满足一定的室内定位需求。但是在灯具尺寸较小、定位信息传输较远、移动状态和姿态角度随机变化下，采用自带摄像头稳定的接收光信号会变得较为困难。这是因为摄像头对拍摄角度、灯具尺寸形状和移动性较为敏感，在这种情况下，可考虑采用非成像VLP技术。然而，目前市面上的商用移动终端并没有通用的光电检测器接口，无法安装光信号接收器，这一限制条件严重影响了非成像VLP技术在用户移动等消费级场景下的应用。
技术实现思路
本技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种可穿戴的、定位精度较高、功耗低的基于移动场景的VLP蓝牙中继定位系统，结合了在用户移动场景下非成像VLP技术的应用，通过采用具备定位功能的可穿戴终端设备，从而实现用户移动条件下的精准室内定位，可获得较好的定位精度、便携性和鲁棒性。本技术提供的一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，主要由若干台VLP发射机、VLP蓝牙中继穿戴装置和具有蓝牙功能的移动终端组成；VLP发射机包括LED灯具、LED驱动模块、单片机系统模块、第一电源管理模块、滤波模块、存储卡ID参数读写模块和频闪控制模块；VLP发射机在其锚点覆盖区域循环播送LED-ID光信号。VLP蓝牙中继穿戴装置由别针式卡套、超薄锂电池和VLP蓝牙中继电路组成，而VLP蓝牙中继电路包括光信号接收器、光信号放大模块、低功耗蓝牙单片机系统模块、蓝牙天线模块和第二电源管理模块；VLP蓝牙中继穿戴装置实时接收多路VLP发射机传输的ID信息和光信号强度输出用户位置坐标后，通过蓝牙通信链路将位置信息传输至移动终端，移动终端获取位置信息后，可调用预存的室内地图数据库在移动终端上实时更新用户位置。本技术可以很好地解决目前移动终端不能直接扩展光电接收器的局限，用户可通过佩戴此中继装置实现移动终端接收光定位信号，获得较好的定位精度、便携性和鲁棒性。本技术为解决其问题所采用的技术方案是：一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，包括：若干台VLP发射机，用于通过控制LED灯具闪烁发出ID信息；VLP蓝牙中继穿戴装置，用于接收来自不同VLP发射机的ID信息并将其转化为位置信息；移动终端，用于获取位置信息并实时更新用户位置，所述移动终端与VLP蓝牙中继穿戴装置通过蓝牙链路连接。进一步地，所述VLP发射机包括LED灯具、LED驱动模块、单片机系统模块、第一电源管理模块、滤波模块、存储卡ID参数读写模块和频闪控制模块，所述LED驱动模块安装在LED灯具上，所述LED驱动模块的输入端分别与市电和第一电源管理模块相连，输出端经过滤波模块与LED灯具的正极相连，所述存储卡ID参数读写模块与单片机系统模块的SPI引脚相连，所述单片机系统模块的PWM引脚与频闪控制模块的一端相连，所述频闪控制模块的另一端与LED灯具的负极相连，所述单片机系统模块通过频闪控制模块控制LED灯具的亮灭，所述第一电源管理模块分别为LED灯具、LED驱动模块、单片机系统模块、存储卡ID参数读写模块和频闪控制模块供电。进一步地，所述单片机系统模块采用STM系列芯片。进一步地，所述频闪控制模块采用BCX56功率三极管驱动电路。进一步地，所述VLP蓝牙中继穿戴装置由别针式卡套、超薄锂电池和VLP蓝牙中继电路组成，所述VLP蓝牙中继电路包括光信号接收器、光信号放大模块、蓝牙单片机系统模块、蓝牙天线模块和第二电源管理模块，所述超薄锂电池的正负极分别与VLP蓝牙中继电路的电池电源管理模块的VCC与GND端相连，所述超薄锂电池和VLP蓝牙中继电路分别固定于别针式卡套中，所述光信号接收器将光信号转换成电信号并传递给光信号放大模块，所述光信号放大模块的输入端与光信号接收器相连，所述蓝牙单片机系统模块的A/D采样引脚与光信号放大模块的输出端相连，所述蓝牙天线模块与单片机系统模块的ANT管脚相连，所述第二电源管理模块分别为光信号放大模块、蓝牙单片机系统模块、蓝牙天线模块供电。进一步地，所述蓝牙单片机系统模块为NRF52832低功耗蓝牙芯片。进一步地，所述第二电源管理模块采用330mAh-3.7V锂电池块供电。进一步地，所述移动终端设有用于实时显示室内地图信息和用户当前位置的用户前端操作界面和用于存储室内地图信息和用户个人信息的数据库。本技术的有益效果是：本技术部署简便，具有很好的稳定性；本技术所包括的VLP发射机具有较大的驱动电压范围，可以调制更大功率的LED灯具，同时它的存储卡ID参数读写模块使得工作人员可以通过批量更换存储卡的方式重新设置频率集，简化了配置流程，缩减了设备维护开支；VLP蓝牙中继穿戴装置不仅可以同时解得多个LED灯具发送的位置信息，具有定位精度高、体积小、稳定性好、续航久等特点，而且可以灵活佩戴在用户身上，与移动终端绑定，记录用户在室内的行动轨迹，很好地解决了用户移动情况下的室内定位和位置导航问题。附图说明图1是VLP蓝牙定位系统整体示意图；图2是VLP发射机电路原理图；图3是VLP蓝牙中继穿戴装置正面和反面俯视结构图；图4是VLP蓝牙中继电路原理图；图5是VLP蓝牙中继电路中的光信号放大模块的电路图；图中标号：100-VLP发射机；200-VLP蓝牙中继穿戴装置；300-移动终端；400-用户；500-室内定位区域；110-单片机系统模块；120-存储卡ID参数读写模块；121-存储卡；130-LED驱动模块；140-LED灯具；150-频闪控制模块；160-滤波模块；170-电源管理模块；180-市电；210-别针式卡套；220-超薄锂电池；230-VLP蓝牙中继电路；231-光信号接收器；232-光信号放大模块；233-蓝牙单片机系统模块；234本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，其特征在于，包括：若干台VLP发射机，用于通过控制LED灯具闪烁发出ID信息；VLP蓝牙中继穿戴装置，用于接收来自不同VLP发射机的ID信息并将其转化为位置信息；移动终端，用于获取位置信息并实时更新用户位置，所述移动终端与VLP蓝牙中继穿戴装置通过蓝牙链路连接。

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，其特征在于，包括：若干台VLP发射机，用于通过控制LED灯具闪烁发出ID信息；VLP蓝牙中继穿戴装置，用于接收来自不同VLP发射机的ID信息并将其转化为位置信息；移动终端，用于获取位置信息并实时更新用户位置，所述移动终端与VLP蓝牙中继穿戴装置通过蓝牙链路连接。2.根据权利要求1所述的一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，其特征在于：所述VLP发射机包括LED灯具、LED驱动模块、单片机系统模块、第一电源管理模块、滤波模块、存储卡ID参数读写模块和频闪控制模块，所述LED驱动模块安装在LED灯具上，所述LED驱动模块的输入端分别与市电和第一电源管理模块相连，输出端经过滤波模块与LED灯具的正极相连，所述存储卡ID参数读写模块与单片机系统模块的SPI引脚相连，所述单片机系统模块的PWM引脚与频闪控制模块的一端相连，所述频闪控制模块的另一端与LED灯具的负极相连，所述单片机系统模块通过频闪控制模块控制LED灯具的亮灭，所述第一电源管理模块分别为LED灯具、LED驱动模块、单片机系统模块、存储卡ID参数读写模块和频闪控制模块供电。3.根据权利要求2所述的一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，其特征在于：所述单片机系统模块采用STM系列芯片。4.根据权利要求2所述的一种可穿戴的VLP蓝牙中继定位系统，其特征在于：所述频闪控制模块采用BC...

【专利技术属性】
技术研发人员：江明，刘名，袁剑丰，李正鹏，
申请(专利权)人：佛山市顺德区中山大学研究院，广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学，
类型：新型
国别省市：广东,44