專利名稱：路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種利用城市內(nèi)沿道路布設(shè)最規(guī)則，布網(wǎng)密度最大的路燈桿作為固定目標(biāo)，利用藍(lán)牙技術(shù)短距離無線通信的特點(diǎn)，將藍(lán)牙通信技術(shù)應(yīng)用于地理定位的方法，屬于地理定位信息技術(shù)領(lǐng)域。
地理位置信息獲取可分為間接自主定位方式、直接自主定位方式和遠(yuǎn)程定位方式三種。間接自主定位方式是采用GPS與GSM或CDMA相集成來實(shí)現(xiàn)的。移動(dòng)目標(biāo)通過GPS接收機(jī)直接測(cè)定地理位置，而移動(dòng)目標(biāo)的監(jiān)控中心要獲得此定位信息則需要通過無線(通常是短消息通道)進(jìn)行信息傳輸。直接自主定位方式是移動(dòng)目標(biāo)直接接收周圍基站(固定目標(biāo))的信息，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男盘?hào)參數(shù)測(cè)量，并利用這些參數(shù)求解自主得到移動(dòng)目標(biāo)的地理位置。遠(yuǎn)程定位方式是移動(dòng)目標(biāo)發(fā)出的信號(hào)被一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程基站接收并測(cè)量參數(shù)，測(cè)量結(jié)果被送往導(dǎo)航定位監(jiān)控中心進(jìn)行運(yùn)算，求解出移動(dòng)目標(biāo)的位置。
間接自主定位方式和遠(yuǎn)程定位方式的由于常出現(xiàn)通信延時(shí)，使得系統(tǒng)的定位精度降低，實(shí)用性受影響，而且其通信費(fèi)用較高。而直接自主定位方式，移動(dòng)目標(biāo)堅(jiān)控中心又不能獲得移動(dòng)目標(biāo)的定位信息。
本相發(fā)明的目的是吸收接自主定位方式、直接自主定位方式和遠(yuǎn)程定位方式的優(yōu)點(diǎn)，利用城市內(nèi)沿道路布設(shè)最規(guī)則，布網(wǎng)密度最大的路燈桿作為固定目標(biāo)，利用藍(lán)牙技術(shù)短距離無線通信的特點(diǎn)，將藍(lán)牙器件集成在路燈桿上，形成用于移動(dòng)目標(biāo)自主定位的的固定目標(biāo)，用路燈線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路燈桿與監(jiān)控中心之間的信息傳輸。提供一種成本低、定位精度高、可靠性好的，固定目標(biāo)地理定位裝置及基于路燈線的信息傳輸接口方法。
本發(fā)明的路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置是利用城市內(nèi)沿道路布設(shè)最規(guī)則，布網(wǎng)密度最大的，具有已知的地理坐標(biāo)X、Y的路燈桿作為固定目標(biāo)，在路燈桿上集成藍(lán)牙收發(fā)器、數(shù)據(jù)處理器、存儲(chǔ)器和擴(kuò)頻通信模塊。
在城市道路的兩側(cè)或道路中間綠島上，每隔35-40m，就有分布非常規(guī)則的路燈桿系統(tǒng)，通過實(shí)際測(cè)量，或直接從城市大比例尺的地圖上可以獲得每個(gè)路燈桿的地理坐標(biāo)，將路燈桿進(jìn)行編號(hào)，并將其與地理坐標(biāo)和藍(lán)牙器件的通信距離作為路燈桿的基礎(chǔ)信息，固化在藍(lán)牙收發(fā)器的閃存內(nèi)。
路燈桿上的藍(lán)牙收發(fā)器不斷發(fā)送路燈桿的基礎(chǔ)信息，同時(shí)不斷接收在其藍(lán)牙收發(fā)器通信范圍內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)的各種信息。數(shù)據(jù)處理器對(duì)接收到的移動(dòng)目標(biāo)的信息和固定目標(biāo)的信息，以及來自監(jiān)控中心的信息進(jìn)行處理，確定哪些移動(dòng)目標(biāo)、何時(shí)位于藍(lán)牙收發(fā)器通信范圍內(nèi)，并實(shí)時(shí)將接收到的移動(dòng)目標(biāo)的信息和路燈桿基礎(chǔ)信息等，以擴(kuò)頻通信方式，通過有線數(shù)據(jù)接口(調(diào)制解調(diào)器)向路燈線上傳送數(shù)據(jù)，并通過路燈線接收來自監(jiān)控中心的信息。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.無需專門布設(shè)固定目標(biāo)。根據(jù)建設(shè)部城市道路路燈建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，道路上路燈桿之間的桿距一般為35m，特殊情況下為40m，分布規(guī)則、密度高，以此作為直接主動(dòng)定位的固定目標(biāo)。路燈有線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，各路燈線路開關(guān)站與路燈控制中心已經(jīng)建立有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)，可以借助這一已經(jīng)形成的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路燈桿與移動(dòng)目標(biāo)監(jiān)控中心之間的信息傳輸。
2.實(shí)施價(jià)格低廉。目前，藍(lán)牙芯片的價(jià)格在幾十到一百多元之間，據(jù)預(yù)測(cè)不久其價(jià)格會(huì)降到50元以下，可能更低，到30元，這將為藍(lán)牙技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用掃除經(jīng)濟(jì)障礙。而提供的電力有線通信接口，采用路燈系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，使得通信成本大為降低，系統(tǒng)一當(dāng)建成，其維護(hù)和維持成本也比較低。
3.定位精度高。藍(lán)牙收發(fā)器的無線收發(fā)器的輸出功率為1-100毫瓦，發(fā)送與接收的范圍為10-100m，這一特點(diǎn)決定了對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位精度在100m范圍內(nèi)。
4.全球共享的通信頻段，系統(tǒng)的通用性好。藍(lán)牙技術(shù)采用全球共享的頻段(2.4GHz)和跳頻擴(kuò)譜技術(shù)，其抗干擾性強(qiáng)，所發(fā)射的功率為mW級(jí)，屬于微功力而不至于對(duì)其他系統(tǒng)產(chǎn)生有害的干擾，也不要求特別的保護(hù)。在移動(dòng)目標(biāo)和固定目標(biāo)之間采用藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行地理定位與信息傳輸不需要向無線電管理部門專門申請(qǐng)頻道。
5.增加了地理定位信息的安全性。由于固定目標(biāo)的地理定位可采用地方、區(qū)域的獨(dú)立坐標(biāo)系，一定意義上地理定位信息安全性。


圖1為路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置示意2為路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置原理圖路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置由路燈桿U1、藍(lán)牙收發(fā)器U2、數(shù)據(jù)處理器U3、存儲(chǔ)器U4和擴(kuò)頻通信模塊U5組成。藍(lán)牙收發(fā)器U2為ROK101 007，發(fā)射功率2.5mW，距離30-40m。數(shù)據(jù)處理器U3為87C51；存儲(chǔ)器U4由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U4-1(SRAM6264)、程序存儲(chǔ)器U4-2(62256)、緩存U4-3(74HC373)組成；擴(kuò)頻通信模塊U5由擴(kuò)頻通信器件U5-1(STEL-2000A)、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊U5-2、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊U5-3組成。
藍(lán)牙收發(fā)器U2內(nèi)部的閃存固化了路燈桿的基礎(chǔ)信息，包括路燈桿編號(hào)、地理坐標(biāo)X、Y，以及藍(lán)牙收發(fā)器U2的通信距離信息。藍(lán)牙收發(fā)器U2的ANT腳與天線相連，藍(lán)牙收發(fā)器U2ROK101 007上的TXD、RXD腳與數(shù)據(jù)處理器U387C51的對(duì)應(yīng)的RXD、TXD腳相連。數(shù)據(jù)處理器U387C51的P2.0～P2.7腳與程序存儲(chǔ)器U4-2(62256)的A8～A15腳相連。數(shù)據(jù)處理器U387C51的P00～P07腳與緩存U4-3(74HC373)的Din0～Din7腳、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U4-1(SRAM6264)的A0～A7腳、擴(kuò)頻通信器件U5-1(STEL-2000A)的ADDR0～ADDR7的腳相連。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U4-1(SRAM6264)的D0～D7腳與緩存U4-3(74HC373)的Dout0～Dout7的腳及擴(kuò)頻通信器件U5-1(STEL-2000A)的DATA0～DATA7的腳相連。擴(kuò)頻通信器件U5-1(STEL-2000A)的RXIIN、TXIOUT腳分別與數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5-2A/D、D/A的腳相連。數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換器U5-2的LPF腳分別與收發(fā)模塊的腳對(duì)應(yīng)連接。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊U5-3收發(fā)放大器通過變壓器偶合與路燈線路相連。
藍(lán)牙收發(fā)器U2不斷發(fā)送路燈桿U1的基礎(chǔ)信息，包括路燈桿U1編號(hào)、地理坐標(biāo)X、Y，以及藍(lán)牙收發(fā)器U2通信距離，在需要時(shí)發(fā)送監(jiān)控中心的信息，同時(shí)接收來自移動(dòng)目標(biāo)的信息。數(shù)據(jù)處理器U3與存儲(chǔ)器U4用于存儲(chǔ)與處理來自移動(dòng)目標(biāo)管理中心以及移動(dòng)目標(biāo)發(fā)來的信息。擴(kuò)頻通信模塊U5實(shí)現(xiàn)與路燈線有線通信。
權(quán)利要求
1.一種路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置，其特征在于由路燈桿U1、藍(lán)牙收發(fā)器U2、數(shù)據(jù)處理器U3、存儲(chǔ)器U4和擴(kuò)頻通信模塊U5組成。
2.一種路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置，其特征在于在沿道路兩側(cè)、道路中央分布的路燈桿U1上集藍(lán)牙收發(fā)器U2，利用藍(lán)牙技術(shù)短距離無線通信的特點(diǎn)，一方面接收移動(dòng)目標(biāo)發(fā)送來的移動(dòng)目標(biāo)的信息，并將此信息與路燈桿基礎(chǔ)信息一同通過路燈線發(fā)送給管理中心，另一方面用已知的路燈桿U1的地理位置來確定移動(dòng)目標(biāo)的地理位置。
3.根據(jù)權(quán)利1、2所述，一種路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置，其特征在于路燈桿U1具有已知的地理坐標(biāo)X、Y。在藍(lán)牙收發(fā)器U2的閃存中固化了路燈桿的基礎(chǔ)信息，包括路燈桿編號(hào)、地理坐標(biāo)X、Y。
4.根據(jù)權(quán)利1、2所述，一種路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置，其特征在于，由擴(kuò)頻通信器件、數(shù)模模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊-2、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊U5-3組成的擴(kuò)頻通信模塊實(shí)現(xiàn)與路燈線路的通信連接。
全文摘要
路燈桿藍(lán)牙地理定位技術(shù)與裝置是一種利用城市內(nèi)沿道路布設(shè)最規(guī)則,布網(wǎng)密度高的路燈桿作為固定目標(biāo),集成藍(lán)牙收發(fā)器,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的定位、導(dǎo)航。其裝置是在路燈桿上集成藍(lán)牙收發(fā)器、數(shù)據(jù)處理器和擴(kuò)頻通信模塊。其方法是藍(lán)牙收發(fā)器不斷將路燈桿的基礎(chǔ)信息,移動(dòng)目標(biāo)根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行定位;同時(shí)數(shù)據(jù)處理器將藍(lán)牙收發(fā)器接收到的移動(dòng)目標(biāo)信息和路燈桿基礎(chǔ)信息通過路燈線發(fā)送給管理中心。系統(tǒng)的抗干擾性強(qiáng),可靠性高,成本比較低。
文檔編號(hào)G01S11/02GK1361601SQ0211261
公開日2002年7月31日 申請(qǐng)日期2002年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月29日
發(fā)明者閭國年, 孫如江, 葉春 申請(qǐng)人:南京師范大學(xué)