基于WLAN的RTLS中的改进房间分隔及其方法技术

本发明专利技术涉及基于ＷＬＡＮ的ＲＴＬＳ中的改进房间分隔及其方法。无线定位系统跟踪和定位具有多个限定区域的结构中的无线标签，且对所述多个限定区域进行区分，该无线定位系统具有位于各限定区域中的至少一个超声发送器，所述超声发送器用于发送具有区域标识信息和／或发送器ＩＤ信息的超声信号。设置有多个无线标签，其中，每一个无线标签都以标签消息发送该无线标签接收到并接受的最新区域标识信息和／或发送器ＩＤ信息。在所述结构中安装有多个位置接收器，用于接收所述标签消息并且用于向公共服务器报告从所述标签接收到的消息以及可选测量参数。该公共服务器利用所述限定区域或者各无线标签报告的发送器ＩＤ来确定所述结构中的各无线标签的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及无线局域网(WLAN)，更具体地说，涉及以高可 靠性和精度在指定时间提供物品的实时位置和该物品所位于的确切房间 的WLAN定位系统。
技术介绍
在安装有实时定位系统的许多场所中，重要的是，不仅高可靠性地 在指定时间获知物品的实时位置，而且获知该物品所位于的确切房间号。 在被分成许多小房间的诸如医院建筑物的大建筑物的楼层区域中尤其需 要这种实时定位系统。典型的基于WLAN的实时定位系统(RTLS)利用无线电波信号， 以便计算设备位置。这典型地进行对标签发送的无线电信号的RSSI (远 程信号强度指示)测量或TOA (抵达时间)测量。该信号被处于不同位 置中的几个位置接收器或接入点接收，并且执行特定几何和数学算法， 以计算设备的位置。这些系统和方法的更详细描述可以在上述专利申请 中找到。即使这种系统现今可以达到高定位精度(小于1 m-2m)，该系统也 具有提供获知确切房间位置/号的最佳解决方案的问题。这种特征被称为 房间分隔。因此，位于一个房间中的物品可以错误地呈现在墙的另一 侧，即，在相邻房间中。这是因为无线电信号可以穿过墙并且系统有时 对墙的存在不敏感的事实而发生的。针对房间分隔的主要挑战如下(1)提供几乎100°/。的房间分隔，以 非常低的将物品定位在错误房间中的概率告诉用户物品的确切房间位 置，(2)保持定位能力和基于WLAN的实时定位系统的其它优点，如户 外定位、遥测等，以及(3)以最小的单房间附加成本实现上述目的。针对房间分隔问题的典型解决方案是使用低频无线电通信低 频发送器(有时称为激励器)定期发送包括房间号信息的信标信号。标 签被该低频发送触发，唤醒并发送向该系统报告激励器ID和/或房间号的WLAN消息。该激励器位于房间的入口处，以使它触发进入该房间的每一个标签。在其它情况下，该激励器位于房间内部的墙上，并且被调谐 为使其辐射将在该房间内并且仅在该房间中的几乎每一个位置处接收 到。这些系统和方法的更详细描述可以在上述专利申请中找到。上述系统在完全与WLAN RTLS集成时，解决了要求#2。然而，它 没有完全满足要求#3——因为激励器的成本而难于获得相对较低的单房 间成本的解决方案。而且，它不是始终提供100%房间分隔(要求#1)， 因为(a)有时非常难于将激励器调谐成在房间中且仅在该房间中的每 一个点处接收；和(b)难于区分进入房间时间和退出房间事件，这使整 体系统解决方案变复杂。利用超声波是提供房间分隔的另一种方式，因为超声波在真空区中 随意扩展，但不穿过墙。利用超声波的现有实时定位系统包括标签中 的发送器，和连接在网络中且附接至房间内部的墙或天花板的一个或更 多个超声接收器。该标签恒定发送超声信号，而接收器向网络报告信号 电平和/或对进行发送的标签所处的房间进行标识的标签ID。因为通过标 签发送的超声信号仅被与它处于同一房间中的那些接收器接收到，所以 相当容易地确定确切房间。还可以确定房间中的确切位置，但更为困难。这种系统解决了要求#1，提供了一种用于获取几乎完美的房间分隔 的好方法。然而，该超声波系统是需要其自己的独特基础结构的单独系 统，由此，它不满足要求#2，并且不包括用户从针对定位系统使用他的 标准WLAN基础结构而获取的全部益处。它还不满足要求#3，因为它除 了需要WLAN基础结构，还需要独特的基础结构，这增加了解决方案的 总成本。在每一个房间中，需要存在多个接收器，由此，每个房间的总 成本也相对较高。因此，需要提供用于解决上述问题的系统和方法。该系统和方法考 虑到利用超声信号以及基于WLAN的定位和服务来执行房间分隔。将两7种技术组合并集成在一起的体系结构方式使得能够以非常有效的方式来 满足上述针对房间分隔的全部要求。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施方式，公开了一种无线定位系统。该无线定 位系统用于跟踪和定位具有多个限定区域的结构中的无线标签，且对所 述多个限定区域进行区分。该无线定位系统具有位于各限定区域中的至 少一个超声发送器，该超声发送器用于发送具有区域标识信息和/或发送 器ID信息的超声信号。设置有多个无线标签，其中，每一个无线标签都 以标签消息发送该无线标签接收到并接受的最新区域标识信息或最新发送器ID。在所述结构中安装有多个位置接收器和/或WLAN接入点，用 于接收所述标签消息并且用于向公共服务器报告从所述标签接收到的消 息以及可选测量参数。所述服务器还利用所述限定区域或每一个无线标 签报告的发送器ID来确定所述结构中的各无线标签的位置。根据本专利技术的另一实施方式，公开了一种用于跟踪和定位一结构的 多个限定区域中的多个无线标签且对所述多个限定区域进行区分的方 法。该方法包括以下步骤设置安装在所述结构中的位置接收器和/或 WLAN接入点，以定位无线标签；在各单独限定区域中安装至少一个超 声发送器；通过各单独限定区域中的所述至少一个超声发送器中的每一 个超声发送器发送超声信号，各超声信号都限于进行发送的单独限定区 域，所述超声信号具有区域标识信息和/或发送器ID;通过在所述单独限 定区域中的所述至少一个超声发送器的覆盖范围中的无线标签接收具有 所述区域标识信息和/或发送器ID的所述超声信号；以及通过覆盖范围中的所述无线标签发送标签消息，所述标签消息包括所述无线标签接收到并接受的最新标识信息(区域标识和/或发送器ID)以及无线标签标识数据。根据本专利技术的另一实施方式，公开了一种无线标签。该无线标签具 有超声接收器模块，该超声接收器模块用于接收具有区域标识信息和/或发送器ID信息的超声信号。设置有发送器，该发送器用于发送所述无线标签接收到并接受的区域标识信息和/或发送器ID信息以及所述无线标签的标识号。设置有存储器，该存储器用于至少存储所述标识号(区域和/或发送器ID)。 一微处理器耦合至所述存储器、所述超声接收器模块 以及所述发送器。设置有电源，该电源用于向所述无线标签的电路提供 电力。当结合附图阅读时，通过参照下面的详细描述，将最佳地理解本专利技术。附图说明图l是具有本专利技术的系统的图2是示出图1的系统的简化框图； 图3是本专利技术中使用的无线标签的简化框图；以及 图4是本专利技术中使用的超声发送器的简化框图。 贯穿所有附图和详细描述都使用共同标号来指示相同的要素。具体实施例方式参照附图，公开了本专利技术的无线网络100的一个实施方式。网络IOO 是以高可靠性和精度在指定时间提供物品的实时位置和该物品所位于的 确切房间的无线定位系统。网络IOO使用标准无线标签102。在图1中，示出了六个不同的标签 102。然而，这仅被示为一个示例，而不应对本专利技术的范围造成限制。根 据一个实施方式，标签102是基于WLAN的标签。然而，本专利技术可以用 标签102以及在这种网络中工作的任何标准无线客户端实现。为简化起 见，在本申请中对标签102的任何引用还适用于WLAN移动单元或 WLAN标准客户端，反之亦然。标签102被用于无线定位系统104中。该无线定位系统可以是基于 WLAN的定位系统等。在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，可以使 用其它类型的无线定位系统。下面针对基于WLAN的系统进行描述。然 而，这不应视为对本专利技术的范围的限制。如图1所示，无线定位系统104使用遍布于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线定位系统，该无线定位系统用于跟踪和定位具有多个限定区域的结构中的无线标签且对所述多个限定区域进行区分，所述无线定位系统包括：　位于所述多个限定区域中的每一个限定区域中的至少一个超声发送器，所述超声发送器用于发送超声信号，该超声信号 具有包括区域标识信息或发送器ＩＤ中的至少一个在内的数据；　多个无线标签，其中，每一个无线标签都以标签消息发送包括该无线标签接收到并且接受的最新区域标识信息或发送器ＩＤ中的至少一个在内的数据；　安装在所述结构中的多个位置接收器，所述位置接 收器用于接收所述标签消息并且用于报告接收到的所述标签消息和测量参数；以及　服务器，该服务器用于接收所述标签消息和测量参数，并且用于确定每一个无线标签的位置和限定区域。

【技术特征摘要】
1、一种无线定位系统，该无线定位系统用于跟踪和定位具有多个限定区域的结构中的无线标签且对所述多个限定区域进行区分，所述无线定位系统包括位于所述多个限定区域中的每一个限定区域中的至少一个超声发送器，所述超声发送器用于发送超声信号，该超声信号具有包括区域标识信息或发送器ID中的至少一个在内的数据；多个无线标签，其中，每一个无线标签都以标签消息发送包括该无线标签接收到并且接受的最新区域标识信息或发送器ID中的至少一个在内的数据；安装在所述结构中的多个位置接收器，所述位置接收器用于接收所述标签消息并且用于报告接收到的所述标签消息和测量参数；以及服务器，该服务器用于接收所述标签消息和测量参数，并且用于确定每一个无线标签的位置和限定区域。2、 根据权利要求1所述的无线定位系统，其中，所述多个位置接收器是WLAN接入点。3、 根据权利要求1所述的无线定位系统，其中，所述超声信号触发每一个无线标签以标签消息发送所述标识信息。4、 根据权利要求1所述的无线定位系统，其中，所述区域标识信息存储在每一个标签中，并且在每一个标签的下一个发送会话中发送。5、 根据权利要求1所述的无线定位系统，其中，所述至少一个超声发送器定期发送具有区域标识信息的所述超声信号。6、 根据权利要求1所述的无线定位系统，其中，所述至少一个超声发送器还发送与所述超声信号同步的低频无线电信号。7、 根据权利要求1所述的无线定位系统，其中，每一个标签都包括超声接收器模块，该超声接收器模块用于接收具有区域标识信息的所述超声信号；和发送器，该发送器用于发送所述无线标签接收到并接受的所述区域标识信息。8、 根据权利要求7所述的无线定位系统，其中，每一个标签还包括:存储器，该存储器用于至少存储单独标签的标识号；微处理器，该微处理器耦合至所述存储器、所述超声接收器模块以及所述发送器；以及电源，该电源用于向各单独标签的电路提供电力。9、 根据权利要求8所述的无线定位系统，其中，每一个标签还包括:耦合至所述信号处理器的探测器电路，该探测器电路用于确定用于所述发送器进行发送的信道何时畅通；和电力状态监测器，该电力状态监测器用于监测所述电源的状态。10、 根据权利要求8所述的无线定位系统，其中，所述超声接收器模块包括超声麦克风；和超声接收器，该超声接收器耦合至所述超声麦克风并且耦合至所述信号处理器。11、 根据权利要求10所述的无线定位系统，其中，每一个标签还包括耦合至所述信号处理器的低频接收器。12、 一种用于跟踪和定位一结构的多个限定区域中的多个无线标签且对所述多个限定区域进行区分的方法，该方法包括以下步骤设置安装在所述结构中以定位无线标签的位置接收器；在各单独限定区域中安装至少一个超声发送器；通过各单独限定区域中的所述至少一个超声发送器中的每一个超声发送器发送超声信号，每一个超声信号都限于进行发送的单独限定区域，所述超声信号具有区域标识信息或发送器ID中的至少一个；通过在所述单独限定区域中的所述至少一个超声发送器的覆盖范围中的无线标签接收具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿迪沙米尔，丹尼尔阿勒加迪夫，鲁文阿姆萨勒姆，
申请(专利权)人：艾洛思高有限公司，
类型：发明
国别省市：IL[]