基于BLE-UWB的定位调度方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于BLE

【技术实现步骤摘要】
基于BLE
‑
UWB的定位调度方法、装置、系统及存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及UWB通信
，尤其涉及一种基于BLE
‑
UWB的定位调度方法、装置、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]超宽带（UWB，Ultra WideBand）技术是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，能够在较宽的频谱上传送极低功率的信号，因此，UWB技术被广泛地应用于数据传输、定位及测距等应用场景。
[0003]在电气与电子工程师协会（IEEE，Institute of Electrical andElectronics Engineers）所公开的版本号802.15.4z协议标准中，详细描述了利用UWB进行测距的流程方案，并且给出了一种基于簇树（Cluster Tree）结构的组网方式，其中一种符合Cluster Tree结构的组网示例如图1所示。在图1中，黑色实心点表示第一个构建簇的个域网协调器（PAN Coordinator，Personal Area Network Coordinator），也可被称之为首个PAN协调器，具体来说，首个PAN协调器可以通过选择一个未使用的PAN ID，比如图1中所示的PAN ID 1，向相邻设备（如图1中的空心圆圈所示）广播信标帧以形成第一个簇；可以理解地，Cluster Tree的最简单的形式为单个簇，但是，仍然可以通过形成多个相邻簇的网格以组成更大的网络；也就是说，后续其他的PAN协调器（如图1中灰色圆点所示）也可以选择一个未使用的PAN ID向相邻设备（如图1中的空心圆圈所示）广播信标帧以形成其他簇，并与第一个簇组成符合Cluster Tree结构的网络。需要说明的是，图1中的直线条仅代表网络内各设备之间在拓扑结构上的父子关系，并不表示通信线路。上述组网模型在相关版本协议标准中进做了简单介绍，并且组网模型较为复杂，无法灵活地添加标签设备，增加了UWB芯片的维护成本及功耗。
[0004]在版本号802.15.4
‑
2020以及802.15.4z
‑
2020协议标准的基础上，精确测距（FiRa，Fine Ranging）联盟对UWB的测距方法进行精简，提出了利用蓝牙低功耗（BLE，Bluetooth Low Energy）技术进行UWB参数交互的思路。也就是说，目前现有的通信协议标准以及产业联盟并没有针对使用UWB进行定位及组网提供一种详细的解决方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种基于BLE
‑
UWB的定位调度方法、装置、系统及存储介质；具有组网简单、低功耗、易扩展、易维护等特点，提供了一种优秀的组网方案，易于UWB定位的快速推广和落地。
[0006]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于BLE
‑
UWB的定位调度方法，所述方法应用于主基站，所述方法包括：当扫描到从设备发送的蓝牙低功耗BLE广播消息，建立与从设备之间的BLE连接链路；其中，所述从设备包括从基站以及超宽带UWB标签设备；
基于所述BLE连接链路将后台PC机传输的配置信息发送至各从设备；向所述从基站以及所述UWB标签设备发送包括有同步信息以及时序分配信息的同步消息，以使得所述从基站以及所述UWB标签设备根据所述同步信息完成与所述主基站之间的时序同步，并且使得所述从基站获知每个测距块内对应的测距循环；在所述主基站为自身分配的测距循环内完成与所有UWB标签设备的每一个之间的测距过程，获得所述每个UWB标签设备的测距结果；接收各从基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果，并将所有基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果上传至后台PC机，以使得所述后台PC机根据所有基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果为所述每个UWB标签设备进行定位。
[0007]第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于BLE
‑
UWB的定位调度方法，所述方法应用于从基站，所述方法包括：通过与所述主基站之间建立的BLE连接链路接收由主基站发送的配置消息；接收由主基站发送的包括有同步信息以及时序分配信息的同步消息，并根据同步消息中的同步信息完成与所述主基站之间的时序同步；在所述同步消息中的时序分配信息所指示的测距循环内，完成与所有UWB标签设备的每一个之间的测距过程，获得所述每个UWB标签设备的测距结果；将所述每个UWB标签设备的测距结果通过所述BLE连接链路发送至所述主基站。
[0008]第三方面，本专利技术实施例提供了一种主基站装置，所述主基站装置包括：第一BLE连接部分、第一UWB交互部分和上传部分；其中，所述第一BLE连接部分，经配置为当扫描到从设备发送的蓝牙低功耗BLE广播消息，建立与从设备之间的BLE连接链路；其中，所述从设备包括从基站以及超宽带UWB标签设备；以及，基于所述BLE连接链路将后台PC机传输的配置信息发送至各从设备；所述第一UWB交互部分，经配置为向所述从基站以及所述UWB标签设备发送包括有同步信息以及时序分配信息的同步消息，以使得所述从基站以及所述UWB标签设备根据所述同步信息完成与所述主基站之间的时序同步，并且使得所述从基站获知每个测距块内对应的测距循环；以及，在所述主基站为自身分配的测距循环内完成与所有UWB标签设备的每一个之间的测距过程，获得所述每个UWB标签设备的测距结果；所述第一BLE连接部分，还经配置为接收各从基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果；所述上传部分，经配置为将所有基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果上传至后台PC机，以使得所述后台PC机根据所有基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果为所述每个UWB标签设备进行定位。
[0009]第四方面，本专利技术实施例提供了一种从基站装置，所述从基站装置包括：第二BLE连接部分、第二UWB交互部分；其中，所述第二BLE连接部分，经配置为通过与所述主基站之间建立的BLE连接链路接收由主基站发送的配置消息；所述第二UWB交互部分，经配置为接收由主基站发送的包括有同步信息以及时序
分配信息的同步消息，并根据同步消息中的同步信息完成与所述主基站之间的时序同步；以及，在所述同步消息中的时序分配信息所指示的测距循环内，完成与所有UWB标签设备的每一个之间的测距过程，获得所述每个UWB标签设备的测距结果；所述第二BLE连接部分，还经配置为将所述每个UWB标签设备的测距结果通过所述BLE连接链路发送至所述主基站。
[0010]第五方面，本专利技术实施例提供了一种网络节点设备，所述网络节点设备包括：无线通信电路、存储器和处理器；各个组件通过总线系统耦合在一起；其中，所述无线通信电路包括：用于使所述网络节点设备能够执行UWB通信和/或用于测距通信的UWB通信部件以及用于使所述网络节点设备能够执行BLE通信的BLE通信部件；所述存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器，用于在运行所述计算机程序时，执行第一方面或者第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BLE
‑
UWB的定位调度方法，其特征在于，所述方法应用于主基站，所述方法包括：当扫描到从设备发送的蓝牙低功耗BLE广播消息，建立与从设备之间的BLE连接链路；其中，所述从设备包括从基站以及超宽带UWB标签设备；基于所述BLE连接链路将后台PC机传输的配置信息发送至各从设备；向所述从基站以及所述UWB标签设备发送包括有同步信息以及时序分配信息的同步消息，以使得所述从基站以及所述UWB标签设备根据所述同步信息完成与所述主基站之间的时序同步，并且使得所述从基站获知每个测距块内对应的测距循环；在所述主基站为自身分配的测距循环内完成与所有UWB标签设备的每一个之间的测距过程，获得所述每个UWB标签设备的测距结果；接收各从基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果，并将所有基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果上传至后台PC机，以使得所述后台PC机根据所有基站针对所述每个UWB标签设备的测距结果为所述每个UWB标签设备进行定位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收后台PC机传输的配置信息；其中，所述配置信息包括：在定位阶段的测距过程中的测距设备数目；测距设备标识；测距设备在测距过程中的类型；主基站以及从基站的受控者列表；以及各设备的BLE类型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当扫描到从设备发送的BLE广播消息，建立与从设备之间的BLE连接链路，包括：扫描各从设备发送的BLE广播消息；其中，所述BLE广播消息包括各从设备对应的测距设备标识；在扫描接收到所述BLE广播消息之后，根据所述BLE广播消息中携带的测距设备标识以及配置信息中的测距设备标识进行比对；当所述BLE广播消息中携带的测距设备标识在所述配置信息中的测距设备标识中，向发送所述BLE广播消息的从设备发送BLE接入申请，以建立主基站与从设备之间的BLE连接链路。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述BLE连接链路将后台PC机传输的配置信息发送至各从设备，包括：将从基站在测距过程中的类型以及从基站的受控者列表发送至建立BLE连接链路的从基站；将UWB标签设备在测距过程中的类型发送至建立BLE连接链路的UWB标签设备。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述主基站为自身分配的测距循环内完成与所有UWB标签设备的每一个之间的测距过程，获得所述每个UWB标签设备的测距结果，包括：在所述主基站为自身分配的测距循环内，通过广播的方式发送RCM消息；其中，所述RCM消息中携带有需要进行测距的UWB标签设备的设备标识以及为每个需要进行测距的UWB标签设备分配的发送时隙；在所述主基站为自身分配的测距循环内，且所述主基站与需要进行测距的UWB标签设备进行测距过程中，通过广播的方式向需要进行测距的UWB标签设备发送测距消息；
在所述主基站为自身分配的测距循环内，且在每个需要进行测距的UWB标签设备对应分配的发送时隙中，接收对应UWB标签设备发送的测距消息；在所述主基站为自身分配的测距循环内，根据与每个需要进行测距的UWB标签设备之间的UWB的测距消息交互，计算获得每个需要进行测距的UWB标签设备对应的飞行时间。6.一种基于BLE
‑
UWB的定位调度方法，其特征在于，所述方法应用于从基站，所述方法包括：通过与主基站之间建立的BLE连接链路接收由主基站发送的配置消息；接收由主基站发送的包括有同步信息以及时序分配信息的同步消息，并根据同步消息中的同步信息完成与所述主基站之间的时序同步；在所述同步消息中的时序分配信息所指示的测距循环内，完成与所有UWB标签设备的每一个之间的测距过程，获得所述每个UWB标签设备的测距结果；将所述每个UWB标签设备的测距结果通过所述BLE连接链路发送至所述主基站。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过与所述主基站之间建立的BLE连接链路接收由主基站发送的配置消息，包括：向外发送BLE广播消息；接收所述主基站在接收到所述BLE广播消息之后所发送的BLE接入申请；响应于所述BLE接入申请，建立与所述主基站之间的BLE连接链路；通过所述BLE连接链路接收所述主基站发送的配置信息；其中，所述配置信息包括：所述从基站在测距过程中的类型以及所述从基站的受控者列表。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述同步消息中的同步信息，包括：主基站本地对于测距时隙Ranging Slot的计数器physlotCounter值、单个测距块内的测距循环数目Nround以及单个测距循环内的测距时隙数目Nslot；相应地，所述根据同步消息中的同步信息完成与所述主基站之间的时序同步，包括：根据Block Index=physlotC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金朋，董宗宇，
申请(专利权)人：杭州优智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：