一种便携式无线定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种便携式无线定位装置，该便携式无线定位装置包括：至少三个无线定位模块，其中，每个无线定位模块基于STM32 MCU，STM32 MCU配置有USB接口，USB接口用于与智能手机的USB接口相连接，以提供数据上行通道，实现智能手机与无线定位模块之间的数据通信，并提供无线定位模块工作所需的电量；并且，当无线定位模块与智能手机相连接后，通过USB接口读取无线定位模块的信息，并且其中一个无线定位模块能够与其他无线定位模块建立可靠连接，并完成精确时间同步，从而通过精确时间同步的方式计算两个无线定位模块的直线距离，通过多角定位方式来确定位置。本实用新型专利技术的便携式无线定位装置能够大大提升无线定位距离及定位精度，并降低部署成本。

A portable wireless positioning device

【技术实现步骤摘要】
一种便携式无线定位装置
本技术是关于无线定位
，特别是关于一种便携式无线定位装置。
技术介绍
随着无线通信技术发展以及数据处理能力的提高，基于位置服务成为最具潜力互联网业务之一。尤其是在复杂的室内环境下，如大型商场、机场大厅、地下停车场、矿井等环境中，提供位置服务的需求日益迫切。目前，市场上主流的室内定位方式主要通过WLAN、RFID、蓝牙、UWB、超声波、红外线等。但WLAN、RFID、蓝牙、超声波、红外线等技术存在很多缺陷，诸如通信距离过短，部署繁琐，在遇到障碍物时无法定位，成本昂贵，严重影响了室内定位技术的定位效率与精度。因此，如何在各种不同无线网络环境中快速、准确地获取移动位置信息的定位技术及其定位系统已成为当前的研究热题。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种便携式无线定位装置，其能够大大提升无线定位距离及定位精度，并降低部署成本。为实现上述目的，本技术提供了一种便携式无线定位装置，该便携式无线定位装置包括：至少三个无线定位模块，其中，每个无线定位模块基于STM32MCU，STM32MCU配置有USB接口，USB接口用于与智能手机的USB接口相连接，以提供数据上行通道，实现智能手机与无线定位模块之间的数据通信，并提供无线定位模块工作所需的电量；并且，当无线定位模块与智能手机相连接后，通过USB接口读取无线定位模块的信息，并且其中一个无线定位模块能够与其他无线定位模块建立可靠连接，并完成精确时间同步，从而通过精确时间同步的方式计算两个无线定位模块的直线距离，通过多角定位方式来确定位置。在一优选的实施方式中，每个无线定位模块还包括：射频模块，射频模块通过SPI接口与STM32MCU相连接，用于射频信号的收发；以及FLASH存储器，FLASH存储器与STM32MCU相连接，用于存储无线定位模块的配置及组网信息，并能够由智能手机端控制添加或删除定位节点信息。在一优选的实施方式中，射频模块通过外置天线与其他无线定位模块进行通信，用于在无线定位模块之间建立无线数据通道，以进行数据交换、实现时间同步及定位算法。在一优选的实施方式中，无线定位模块配置有LED指示灯，由无线定位模块内部的STM32MCU控制，并能够实时显示无线定位模块的工作状态。在一优选的实施方式中，无线定位模块工作在315～433MHz，ISM频段。在一优选的实施方式中，基于内置于无线定位模块的IEEE1588协议，每个无线定位模块与其他无线定位模块在进行可靠连接时均进行精确时间同步。在一优选的实施方式中，多个无线定位模块包括第一无线定位模块和第二无线定位模块，第一无线定位模块能够周期性间断发射带第一时间戳的信号，第二无线定位模块能够接收信号并返回带第二时间戳的信号，通过时间差计算第一无线定位模块与第二无线定位模块的距离。与现有技术相比，根据本技术的便携式无线定位装置具有如下优点：本技术的便携式无线定位装置通过手机扩展无线定位模块来进行无线定位；无线定位模块基于无线射频通信实现定位功能，不需要额外的固定基站；通过精确时间同步的方式计算两个模块的直线距离，然后通过多角定位方式来确定位置。本技术采用微功率无线通信技术，传输可达到1000～1200米，远高于传统短距离无线通信。本通过智能手机为无线定位模块完成供电与显示功能，该装置能大大提升无线定位距离及定位精度，并降低部署成本，在实际应用中具有极大潜力。附图说明图1是根据本技术一实施方式的便携式无线定位装置结构框图。图2是根据本技术一实施方式的无线定位模块的结构框图。具体实施方式下面结合附图，对本技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。本技术的便携式无线定位装置包括：至少三个无线定位模块，其中，每个无线定位模块基于STM32MCU，STM32MCU配置有USB接口，USB接口用于与智能手机的USB接口相连接，以提供数据上行通道，实现智能手机与无线定位模块之间的数据通信，并提供无线定位模块工作所需的电量；并且，当无线定位模块与智能手机相连接后，通过USB接口读取无线定位模块的信息，并且其中一个无线定位模块能够与其他无线定位模块建立可靠连接，并完成精确时间同步，从而通过精确时间同步的方式计算两个无线定位模块的直线距离，通过多角定位方式来确定位置。如图1所示，本技术一实施方式的便携式无线定位装置包括：第一无线定位模块101、第二无线定位模块102和第三无线定位模块103，每个无线定位模块通过USB接口(如图1中所示的104a、104b、104c)分别与智能手机(如图1中所示的105a、105b、105c)的USB接口相连接，以提供数据上行通道，支持即插即用。智能手机作为显示模块展示定位信息。无线定位模块工作在315～433MHz，ISM频段，无需审批，且穿透性相对高频信号较好，具备通信距离远，接收灵敏度高，抗干扰性强等优势，适用于室内复杂环境。如图2所示，每个无线定位模块包括：STM32MCU201、射频模块202、FLASH存储器203以及USB接口207，其中，射频模块202通过SPI接口204与STM32MCU201相连接，用于射频信号的收发；FLASH存储器203与STM32MCU201相连接，用于存储无线定位模块的配置及组网信息，并能够由智能手机端控制添加或删除定位节点信息。在一优选的实施方式中，射频模块202通过外置天线205与其他无线定位模块进行通信，用于在无线定位模块之间建立无线数据通道，以进行数据交换、实现时间同步及定位算法。在一优选的实施方式中，无线定位模块配置有LED指示灯206，由无线定位模块内部的STM32MCU201控制，并能够实时显示无线定位模块的工作状态。下面结合图1介绍便携式无线定位装置的工作原理：首先通过建模某一空间的笛卡尔坐标系，目标是确定某一节点的坐标值(x,y,z)。所述系统包含M个节点，每个节点与其他节点在进行可靠连接时均进行时间严格同步。然后，第一节点周期性间断发射带时间戳的射频信号，在第二节点接收射频信号并返回带时间戳的射频信号时，通过时间差计算第一节点与第二节点的距离。然后，通过三角定位原理进行精准定位。第一无线定位模块101(第一节点)与第二无线定位模块102(第二节点)之间的通信流程如下：在第一无线定位模块101一旦连上智能手机105以后，即开始广播，同其他定位模块(诸如第二无线定位模块102、第三无线定位模块103)建立可靠连接。基于内置于微功率无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式无线定位装置，其特征在于，所述便携式无线定位装置包括：/n至少三个无线定位模块，其中，每个所述无线定位模块基于STM32 MCU，所述STM32 MCU配置有USB接口，所述USB接口用于与智能手机的USB接口相连接，以提供数据上行通道，实现所述智能手机与所述无线定位模块之间的数据通信，所述智能手机用于为所述无线定位模块提供其工作所需的电量，并作为显示模块展示定位信息；/n并且，当所述无线定位模块与所述智能手机相连接后，通过所述USB接口读取所述无线定位模块的信息，并且其中一个所述无线定位模块能够与其他无线定位模块建立可靠连接，并完成精确时间同步，从而通过精确时间同步的方式计算两个无线定位模块的直线距离，通过多角定位方式来确定位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种便携式无线定位装置，其特征在于，所述便携式无线定位装置包括：
至少三个无线定位模块，其中，每个所述无线定位模块基于STM32MCU，所述STM32MCU配置有USB接口，所述USB接口用于与智能手机的USB接口相连接，以提供数据上行通道，实现所述智能手机与所述无线定位模块之间的数据通信，所述智能手机用于为所述无线定位模块提供其工作所需的电量，并作为显示模块展示定位信息；
并且，当所述无线定位模块与所述智能手机相连接后，通过所述USB接口读取所述无线定位模块的信息，并且其中一个所述无线定位模块能够与其他无线定位模块建立可靠连接，并完成精确时间同步，从而通过精确时间同步的方式计算两个无线定位模块的直线距离，通过多角定位方式来确定位置。


2.如权利要求1所述的便携式无线定位装置，其特征在于，每个所述无线定位模块还包括：
射频模块，所述射频模块通过SPI接口与所述STM32MCU相连接，用于射频信号的收发；以及
FLASH存储器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑彬波，郝伟琦，李秀伟，李腾浩，刘堃，王敏，孙叶，屈志娟，许超兰，
申请(专利权)人：北京智芯微电子科技有限公司，国网信息通信产业集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11