一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统技术方案

该实用新型专利技术涉及车辆定位技术领域，尤其涉及一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统。包括若干个标签、若干个基站、一个集中器和一台定位服务器；所述标签用以接收基站发出的超宽带信号，且在车辆入库时放置在车辆内部；所述基站发出超宽带信号至标签，按照平均每50米一个基站的布局密度，将所述基站均匀分布于车库的内部；所述集中器用以接收各个基站与标签之间的距离数据，所述集中器安装在车库的管理处位置；所述定位服务器接收集中器中的距离数据，并对接收到的数据进行运算，对标签在车库中的位置进行定位。本技术方案用以解决市面上的大多数车库寻车系统在车库内的信号传输效果差，从而不能精准的对车辆进行定位，以至于不能满足大多数车主寻车要求的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统
该技术涉及车辆定位
，尤其涉及一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统。
技术介绍
随着社会的进步和人民生活水平的不断提高，车辆的数量在不断的激增，通常开车外出的时候都需要将车停在地下车库内，由于地下车库的面积大，车位众多，所以能很轻松的将车停在地下车库内，可是当车主需要去地下车库取车的时候，才发现忘记了车辆停靠的位置，使车主要花费大量的时间在车库内寻找车辆。所以，各式各样的在车库内寻车的定位系统就应运而生，但是绝大多数的寻车定位系统由于车库内的阻挡物较多，导致信号传输受到阻挡，从而不能精准的对车辆进行定位，在实际使用中的效果差，不能满足大多数车主的要求。
技术实现思路
针对上述技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统，用以解决市面上的大多数车库寻车系统在车库内的信号传输效果差，从而不能精准的对车辆进行定位，以至于不能满足大多数车主寻车要求的问题。为了达到上述目的，本技术采取的技术方案如下：一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统，其特征在于，包括若干个标签、若干个个基站、一个集中器和一个定位服务器；所述标签用以接收基站发出的超宽带信号，且在车辆入库时放置在车辆内部；所述基站发出超宽带信号至标签，所述的标签位于均匀分布于车库的内部；所述集中器用以接收各个基站与标签之间的距离数据，所述集中器安装在车库的中心位置；所述定位服务器接收集中器中的距离数据，并对接收到的数据进行运算，对标签在车库中的位置进行定位；所述标签和基站之间通过UWB无线通信技术进行测距和定位，所述基站与集中器之间采用LoRa无线通信技术实现定位数据的无线传输，所述集中器与定位服务器之间采用TCP/IP网络通信协议进行数据交互。本技术方案的工作原理如下：带车辆携带着标签进入车库之后，标签在固定的时隙内发送超宽带信号，距离最近的基站接收到标签发出的信号之后，发出一个信号到网络中，其余的基站接收到距离最近的基站发出的信号之后，均分别发出一个信号至标签，便签记录下各个基站到达标签的时间，然后标签将各个基站发送信号至标签的时间数据传输至各个基站内，各定位基站收到时间数据信号后调用双边双程测距算法获得基站与标签之间的距离，然后通过LoRa技术将距离信息以无线方式传送至数据集中器，再由数据集中器通过以太网传输到定位服务器，最后由定位服务器调用定位算法对标签进行精确定位。进一步限定，还包括与上述车库寻车系统配套使用的手机端APP，其有益之处在于，车主可以通过安装手机端APP，对车辆的位置进行实时监控，以及APP具有提供车主当前位置到车辆位置的导航，便于车主在车库内寻找车辆位置。进一步限定，所述标签由电性连接的微控制器模块、UWB通讯模块、加速度传感器模块和电源管理模块组成。进一步限定，所述基站由电性连接的主控制器模块、微控制器模块、电源管理模块、UWB通讯模块、Lora通讯模块1和Lora通讯模块2组成，其有益之处在于，基站包含Lora通讯模块1和Lora通讯模块2，其中一块专用于发射，一块专用于接收，从而有效减少无线传输的数据误码率。进一步限定，所述集中器由电性连接的主控制器模块、以太网模块、电源管理模块和Lora通讯模块组成。进一步限定，若干个个所述基站按照平均每50米一个基站的布局密度，均匀分布于车库内，其有益之处在于，均匀分布使基站信号的发射和接收的时间间距更小，且保证信号接收的稳定性。本技术方案所取得的技术效果如下：本技术方案中利用超宽带技术中的纳秒级或纳秒以下的极窄脉冲信号来传输数据，这使得超宽带信号有着极高的时间分辨率，进而在车库内定位车辆位置的精度高，而且本系统功耗低、抗多径效果好、系统复杂度低。附图说明图1为本技术实施例的系统架构示意图。图2为本技术实施例的标签组成模块示意图。图3为本技术实施例的基站组成模块示意图示意图。图4为本技术实施例的数据集中器组成模块示意图。图5为本技术实施例的优化TDOA定位网络拓扑图示意图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：如图1所示，系统整体架构设计为四层结构，从底层到上层分别为：感知层、采集层、数据层、应用层。感知层主要负责标签与基站之间UWB无线电的测距功能；采集层主要采用LoRa无线通信技术负责基站与数据集中器之间的信息交互；数据层利用TCP/IP网络实现与数据集中器的信息交互，并将数据存储于服务器中；应用层主要负责应用界面设计、定位算法实现、手机推送等功能。从硬件设计上，系统主要由标签、基站、集中器、定位服务器组成。标签置于待测目标上，即位于进入车库的车辆内部，基站安装在车库内部的固定位置，在本实施例中优选的是将若干个基站均匀固定安装在车库内部，且按照平均每50米一个的布局密度进行安装，这样的好处在于使基站信号的发射和接收的时间间距更小，且保证信号接收的稳定性。标签和基站之间通过UWB无线通信技术进行测距和定位，基站与集中器之间采用LoRa无线通信技术实现定位数据的无线传输，集中器与定位服务器之间采用TCP/IP网络通信协议进行数据交互。优选地，还包括与上述车库寻车系统配套使用的手机端APP，其有益之处在于，车主可以通过安装手机端APP，对车辆的位置进行实时监控，以及APP具有提供车主当前位置到车辆位置的导航，便于车主在车库内寻找车辆位置。如图2、图3和图4所示，标签由电性连接的微控制器模块、UWB通讯模块、加速度传感器模块和电源管理模块组成。基站由电性连接的主控制器模块、微控制器模块、电源管理模块、UWB通讯模块、Lora通讯模块1和Lora通讯模块2组成。集中器由电性连接的主控制器模块、以太网模块、电源管理模块和Lora通讯模块组成，其中基站包含Lora通讯模块1和Lora通讯模块2，其中一块专用于发射，一块专用于接收，从而有效减少无线传输的数据误码率。如图5所示，在本实施例中选取的基站数量为四个，则在本技术中的对标签定位的方法如下：是四个基站和标签1的距离，是基站1和基站2、3、4之间的距离。基站1首先发送一个信号到网络中，其余的基站在收到基站1的信号后立即发射信号给标签1。标签1在接收到基站1的信号后，记录下该信号的到达时间t1，然后一直等待，直到来自基站2，基站3，基站4的信号到达，到达时间分别为t2、t3、t4，则信号经基站2，基站3，基站4转发后到达标签1与直达标签1的时间差分别为：(t2-t1)、(t3–t1)、(t4–t1)。信号从基站1出发后经过不同的路径到达标签1，它们的起始时间是一致的，这样就实现了基站的时钟初始化同步，只是需要严格考虑基站2、3、4转发时间即可实现基站时钟的同步。优化TDOA算法方程组如下：由于优化TDOA算法在算法层上实现了时钟同步，故而不需要部署网线或其它本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统，其特征在于，包括若干个标签、若干个个基站、一个集中器和一台定位服务器；/n所述标签用以接收基站发出的超宽带信号，且在车辆入库时放置在车辆内部；/n所述基站发出超宽带信号至标签，所述基站分布于车库内；/n所述集中器用以接收各个基站与标签之间的距离数据，所述集中器安装在车库管理处位置；/n所述定位服务器接收集中器中的距离数据，并对接收到的数据进行运算，对标签在车库中的位置进行定位。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统，其特征在于，包括若干个标签、若干个个基站、一个集中器和一台定位服务器；
所述标签用以接收基站发出的超宽带信号，且在车辆入库时放置在车辆内部；
所述基站发出超宽带信号至标签，所述基站分布于车库内；
所述集中器用以接收各个基站与标签之间的距离数据，所述集中器安装在车库管理处位置；
所述定位服务器接收集中器中的距离数据，并对接收到的数据进行运算，对标签在车库中的位置进行定位。


2.根据权利要求1所述的一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统，其特征在于，还包括与上述车库寻车系统配套使用的手机端APP。


3.根据权利要求1所述的一种基于超宽带和远距离无线通信技术的车库寻车系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正东，李秀玲，蒋德才，卢德林，蔡义和，吴宣言，
申请(专利权)人：重庆公共运输职业学院，
类型：新型
国别省市：重庆;50