一種基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置及室內(nèi)定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及室內(nèi)定位技術(shù)和藍(lán)牙短距離無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置，本發(fā)明同時(shí)還涉及采用該基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置的室內(nèi)定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在室內(nèi)空間，由于受到衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)地面時(shí)信號(hào)強(qiáng)度較弱、不能穿透建筑物等問(wèn)題，無(wú)法使用衛(wèi)星定位，因此需要實(shí)現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置定位，就需要借助到室內(nèi)定位技術(shù)。
[0003]室內(nèi)定位技術(shù)是指在室內(nèi)環(huán)境中主要采用無(wú)線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，確定室內(nèi)空間中的人員、物體等所處位置的定位技術(shù)。目前主要采用的室內(nèi)定位技術(shù)主要借助蜂窩基站定位、紅外線定位、RFID定位等方式實(shí)現(xiàn)。借助蜂窩基站進(jìn)行室內(nèi)定位，同樣涉及到蜂窩信號(hào)收到建筑物阻擋而定位性能較差的問(wèn)題。借助紅外線或RFID進(jìn)行室內(nèi)定位，主要是通過(guò)在室內(nèi)分布設(shè)置安裝若干個(gè)紅外光學(xué)傳感器或射頻接收器，來(lái)接收各移動(dòng)設(shè)備所發(fā)射的紅外射線或者射頻信號(hào)進(jìn)行定位，可以解決室內(nèi)定位的問(wèn)題；但是，由于紅外光線不能穿過(guò)障礙物，使得紅外射線僅能視距傳播，并且容易受其他燈光干擾，而射頻信號(hào)雖然能夠穿過(guò)障礙物，但其作用距離較短(一般最長(zhǎng)僅為幾十米)，并且這兩種定位方式都依賴(lài)于在室內(nèi)布設(shè)大量的探測(cè)接收器感測(cè)信號(hào)后，借助多點(diǎn)定位算法(與基站定位算法相類(lèi)似)計(jì)算出定位位置，大量的探測(cè)接收器不僅導(dǎo)致室內(nèi)定位系統(tǒng)硬件成本的增加，還需要在室內(nèi)針對(duì)各個(gè)進(jìn)行探測(cè)接收器較為復(fù)雜的供電布線設(shè)計(jì)，總體造價(jià)較高，并且多點(diǎn)定位運(yùn)算處理過(guò)程較為復(fù)雜，如果運(yùn)算不當(dāng)，或者其中一個(gè)探測(cè)接收器出現(xiàn)故障，則容易出現(xiàn)較大的定位誤差，定位和定向的準(zhǔn)確性都不夠穩(wěn)定。更重要的是，紅外射線發(fā)射器和RFID射頻發(fā)射器都不便于整合到大眾常用的移動(dòng)設(shè)備(例如手機(jī))中，難以與目前市面上主流的個(gè)人移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行通信適配，大大限制了室內(nèi)定位技術(shù)的推廣應(yīng)用和發(fā)展。
[0004]為了順應(yīng)人們對(duì)室內(nèi)定位應(yīng)用技術(shù)的需求，室內(nèi)定位技術(shù)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)滿足如下幾方面的要求:
1、能夠與大多數(shù)個(gè)人移動(dòng)設(shè)備(例如手機(jī))進(jìn)行通信適配；
2、需要具備較長(zhǎng)的工作年限，并且盡可能降低室內(nèi)供電方案的實(shí)施成本；
3、能夠較為準(zhǔn)確地完成定向和距離的定位，從而較好地保證定位準(zhǔn)確性。
[0005]而如何能夠找到滿足上述要求的室內(nèi)定位設(shè)備和技術(shù)，成為了室內(nèi)定位技術(shù)推廣和發(fā)展的技術(shù)突破口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置，以滿足能夠與個(gè)人移動(dòng)設(shè)備普遍適配通信和長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航工作的要求，并且能夠用以較為準(zhǔn)確地進(jìn)行定向和距離的定位，來(lái)解決現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)定位技術(shù)難以滿足室內(nèi)定位應(yīng)用需求，限制室內(nèi)定位技術(shù)推廣發(fā)展的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)手段:
一種基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置，包括電源和至少兩個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊；其中，由電源通過(guò)供電電路為各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊供電；每個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊通過(guò)設(shè)置在其對(duì)應(yīng)位置處的電磁屏蔽罩與其它藍(lán)牙信標(biāo)模塊相互隔開(kāi)；每個(gè)電磁屏蔽罩具有一金屬材質(zhì)且呈拋物面形狀的反射面，且各個(gè)電磁屏蔽罩的反射面分別朝向不同的方向，每個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊安裝在其對(duì)應(yīng)的電磁屏蔽罩的反射面焦點(diǎn)位置處，使得藍(lán)牙信標(biāo)模塊的信號(hào)通信方向被定向?yàn)槠鋵?duì)應(yīng)電磁屏蔽罩的反射面所朝向的方向。
[0008]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了采用上述基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置的室內(nèi)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案；為此，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括上述的定位監(jiān)聽(tīng)裝置和定位處理器；所述定位監(jiān)聽(tīng)裝置用于通過(guò)其各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊分別與進(jìn)入其藍(lán)牙信號(hào)覆蓋范圍的低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信；所述定位處理器記錄有定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊對(duì)應(yīng)的信號(hào)通信方向信息，用于獲取定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度，根據(jù)定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊對(duì)應(yīng)的藍(lán)牙無(wú)線通信信號(hào)強(qiáng)度以及各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊對(duì)應(yīng)的信號(hào)通信方向信息估算低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的方位角度，并采用信號(hào)強(qiáng)度測(cè)距算法確定低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的距離，從而確定定位監(jiān)聽(tīng)裝置與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)定位。
[0009]上述基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，作為一種可選擇方案，所述定位監(jiān)聽(tīng)裝置中的各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊還用于分別檢測(cè)其各自與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度；所述定位處理器與所述定位監(jiān)聽(tīng)裝置設(shè)置在同一設(shè)備上，且定位處理器分別與定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信連接，獲取各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度。
[0010]上述基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，作為一種可選擇方案，所述定位監(jiān)聽(tīng)裝置中的各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊還用于分別檢測(cè)其各自與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度，且各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊還分別與一個(gè)移動(dòng)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信連接；所述定位處理器設(shè)置于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置的移動(dòng)通信模塊進(jìn)行移動(dòng)通信，從而獲取定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度。
[0011 ] 上述基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，作為一種可選擇方案，所述室內(nèi)定位系統(tǒng)還包括低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備，所述低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備用于在與定位監(jiān)聽(tīng)裝置進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信時(shí)檢測(cè)定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自與其進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度；所述定位處理器與所述低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備設(shè)置在同一設(shè)備上，且定位處理器與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信連接，獲取定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度。
[0012]上述基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，作為一種可選擇方案，所述室內(nèi)定位系統(tǒng)還包括具備移動(dòng)通信能力的低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備，所述低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備用于在與定位監(jiān)聽(tīng)裝置進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信時(shí)檢測(cè)定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自與其進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度；所述定位處理器設(shè)置于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與所述具備移動(dòng)通信能力的低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行移動(dòng)通信，從而獲取定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度。
[0013]上述基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，作為一種可選擇方案，所述定位監(jiān)聽(tīng)裝置中包含有至少三個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊；所述定位處理器估算低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的方位角度的具體方式為:定位處理器中預(yù)設(shè)有方位換算關(guān)系式；所述方位換算關(guān)系式用于記錄定位監(jiān)聽(tīng)裝置中任意三個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊與同一外設(shè)通信的藍(lán)牙無(wú)線通信信號(hào)強(qiáng)度比例和該外設(shè)相對(duì)于所述三個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自對(duì)應(yīng)的信號(hào)通信方向的偏離角度之間的換算關(guān)系；定位處理器則根據(jù)定位監(jiān)聽(tīng)裝置中任意三個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備通信的藍(lán)牙無(wú)線通信信號(hào)強(qiáng)度，利用所述方位換算關(guān)系式，換算確定低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備相對(duì)于所述三個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自對(duì)應(yīng)的信號(hào)通信方向的偏離角度，進(jìn)而確定低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的方位角度。
[0014]上述基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述定位處理器估算低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的方位角度時(shí)，還根據(jù)定位監(jiān)聽(tīng)裝置中各個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊各自的通信能力對(duì)其藍(lán)牙無(wú)線通信信號(hào)強(qiáng)度的影響情況，對(duì)估算的低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的方位角度進(jìn)行補(bǔ)償修正。
[0015]上述基于方位定向的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，作為一種可選擇方案，所述定位處理器估算低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的方位角度的具體方式為:定位處理器將定位監(jiān)聽(tīng)裝置中與低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備進(jìn)行通信的藍(lán)牙無(wú)線通信信號(hào)強(qiáng)度最大的一個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊所對(duì)應(yīng)的信號(hào)通信方向確定為低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備相對(duì)于定位監(jiān)聽(tīng)裝置所在的方向，從而確定低功耗藍(lán)牙通信設(shè)備與定位監(jiān)聽(tīng)裝置之間的方位角度。
[0016]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置，其借助藍(lán)牙信標(biāo)模塊實(shí)施定位監(jiān)聽(tīng)信號(hào)的發(fā)送，功耗低、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)，能夠與目前市面上的主流個(gè)人移動(dòng)設(shè)備相適配，且借助電磁屏蔽罩的屏蔽隔離和反射面定向的作用，結(jié)合藍(lán)牙無(wú)線通信的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)和測(cè)距，較好地保證了定位準(zhǔn)確性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)定位技術(shù)難以滿足室內(nèi)定位應(yīng)用需求，限制室內(nèi)定位技術(shù)推廣發(fā)展的問(wèn)題。
[0017]2、利用本發(fā)明基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置，借助具有數(shù)據(jù)處理功能的定位處理器，就可以組合構(gòu)建形成一套室內(nèi)定位系統(tǒng)，并且構(gòu)建形式多樣，能夠滿足多種不同室內(nèi)定位應(yīng)用環(huán)境的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置一種【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明提供了一種基于方位定向的定位監(jiān)聽(tīng)裝置。如圖1所示，該定位監(jiān)聽(tīng)裝置包括電源I和至少兩個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊2(圖1中示出了設(shè)置三個(gè)藍(lán)牙信標(biāo)模塊的結(jié)