上集成的壓力及磁力計(jì)等傳感器，提供當(dāng)前位置的高度數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)磁力計(jì)數(shù)據(jù)為移動(dòng)終端系統(tǒng)提供校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。由于信標(biāo)本身位置、高度都是已知數(shù)據(jù)，所以這些數(shù)據(jù)就可以作為一個(gè)參照系，從而降低定位誤差。氣壓傳感器，主要是采集實(shí)時(shí)高度數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)采集到的高度數(shù)據(jù)和實(shí)際高度數(shù)據(jù)通過主控制器發(fā)送給移動(dòng)終端系統(tǒng)作為參照系，移動(dòng)終端系統(tǒng)融合自身傳感器數(shù)據(jù)，可以精確判斷當(dāng)前位置高度，從而解決普通室內(nèi)定位中容易出現(xiàn)樓層判斷錯(cuò)誤的定位信息的問題。利用氣壓計(jì)進(jìn)行高度定位，由于氣壓與高度的函數(shù)也受到天氣因素，例如溫度和濕度的影響，這些因素會(huì)造成氣壓式高度計(jì)的誤差。此外，氣壓式高度計(jì)還易出現(xiàn)累計(jì)誤差等。本實(shí)用新型在使用氣壓式高度計(jì)或氣壓計(jì)對(duì)移動(dòng)終端系統(tǒng)進(jìn)行高度定位之前，需要對(duì)氣壓計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，但隨著室內(nèi)環(huán)境溫度，空間的變化，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)該是實(shí)時(shí)變化的。所以只校準(zhǔn)一次仍然不能解決累積誤差的問題。本實(shí)用新型中每個(gè)無線信標(biāo)提供的參數(shù)中都包含有當(dāng)前氣壓計(jì)與高度對(duì)應(yīng)變化的參數(shù)，然后再結(jié)合自身高度計(jì)的判斷，從而可以實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，得到精準(zhǔn)定位。
[0024]優(yōu)選的，所述室內(nèi)定位系統(tǒng)還包括云端服務(wù)器系統(tǒng)，移動(dòng)終端系統(tǒng)和云端服務(wù)器系統(tǒng)之間通過WIF1、3G、或4G等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。云端服務(wù)器可以通過識(shí)別移動(dòng)終端的具體位置，推送相關(guān)特定信息。
[0025]優(yōu)選的，所述室內(nèi)系統(tǒng)的無線信標(biāo)還包括紅外傳感器，紅外傳感器與主控制器通過1 口連接。紅外傳感器，主要功能是可以偵測到米范圍內(nèi)的移動(dòng)物體。由于無線信標(biāo)一般均采用3V紐扣電池供電，如果一直不停發(fā)送廣播包數(shù)據(jù)，射頻部分功耗也會(huì)很高，需要經(jīng)常更換電池，會(huì)造成人工物料成本的增加。所以本實(shí)用新型中的無線信標(biāo)引入紅外傳感器，它可以偵測到15米范圍內(nèi)的移動(dòng)物體。只有紅外傳感器偵測到移動(dòng)物體，無線信標(biāo)才會(huì)啟動(dòng)藍(lán)牙射頻系統(tǒng)，廣播數(shù)據(jù)。例如在晚上無人狀態(tài)下，只會(huì)消耗極低的電池能量，從而有效降低無線信標(biāo)功耗，增加電池使用時(shí)間，降低成本。
[0026]無線信標(biāo)的硬件設(shè)計(jì)方案為:無線信標(biāo)包括:CPU模塊、2.4G RF射頻天線、氣壓計(jì)傳感器、紅外傳感器、紐扣電池。
[0027]CPU模塊:CPU模塊采用TI公司的一款射頻芯片實(shí)現(xiàn)，該模塊集成有一個(gè)CotexM3的低功耗控制器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的總體控制功能，該控制器包括128k flash閃存、20k sram內(nèi)存、8k cache緩存；同時(shí)包含一個(gè)Cotex MO的控制器，實(shí)現(xiàn)bluetooth4.0協(xié)議的射頻模±夬，該控制器包括4k sram內(nèi)存；同時(shí)該模塊集成了豐富的外設(shè)接口，例如UART接口、I2C接口、12S接口、AES接口，這些接口用來外接可用的傳感器；CPU模塊還包含一個(gè)DC-DC電源模塊，可以接收3.3V紐扣電池供電，同時(shí)可以調(diào)整電壓給外部傳感器供電；該模塊還包括一個(gè)傳感器sensor模塊，用來處理接收到的外部傳感器的數(shù)據(jù)；此外，該模塊還包括外設(shè)模塊、SPI接口、GP1接口、定時(shí)器和看門狗。
[0028]2.4G RF射頻天線，作為藍(lán)牙射頻天線使用。
[0029]氣壓傳感器，采用由MEAS (瑞士)推出的一款SPI和I2C總線接口的新一代高分辨率氣壓傳感器，分辨率可達(dá)到10cm。該傳感器模塊包括一個(gè)高線性度的壓力傳感器和一個(gè)超低功耗的24位Σ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(工廠校準(zhǔn)系數(shù))。1^5611氣壓傳感器只有5.0毫米X 3.0毫米X 1.0毫米的小尺寸可以集成在移動(dòng)設(shè)備中。這款傳感器采用領(lǐng)先的MEMS技術(shù)并得益于MEAS(瑞士 )十余年的成熟設(shè)計(jì)以及大批量制造經(jīng)驗(yàn)，保證產(chǎn)品具有高穩(wěn)定性以及非常低的壓力信號(hào)滯后。
[0030]紅外傳感器:該傳感器可以偵測到15米內(nèi)的移動(dòng)物體。
[0031]紐扣電池:是整個(gè)系統(tǒng)的供電系統(tǒng)，加上系統(tǒng)特有的低功耗算法，一塊電池大概使用半年以上。
[0032]無線信標(biāo)工作流程如下:
[0033]系統(tǒng)初始化:上電后，無線信標(biāo)默認(rèn)處于低功耗狀態(tài)，射頻系統(tǒng)關(guān)閉，僅有紅外傳感器處于工作狀態(tài)；
[0034]當(dāng)紅外傳感器檢測到移動(dòng)物體后，通過中斷信號(hào)通知系統(tǒng)主控制器；此時(shí)主控制器激活藍(lán)牙及射頻系統(tǒng)，同時(shí)使能氣壓傳感器；
[0035]主控制器將本無線信標(biāo)ID、射頻信號(hào)發(fā)射功率、當(dāng)前得到的氣壓傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，通過藍(lán)牙設(shè)備廣播發(fā)出；
[0036]移動(dòng)終端系統(tǒng)通過接收到的藍(lán)牙信號(hào)及其數(shù)據(jù)，再加上內(nèi)置地圖，可以精確定位本機(jī)當(dāng)前地址。
[0037]本實(shí)施例的有益效果是，室內(nèi)定位系統(tǒng)中的無線信標(biāo)不僅可以提供當(dāng)前無線信標(biāo)位置信息，還可以通過無線信標(biāo)上集成的定位傳感器，提供當(dāng)前位置數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；無線信標(biāo)中的主控制器用于接收定位傳感器提供的相關(guān)信息，并定時(shí)廣播發(fā)送無線信號(hào)；移動(dòng)終端系統(tǒng)接收到無線信號(hào)后，先根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)完成校準(zhǔn)功能，再根據(jù)接收到的無線信號(hào)的數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)和移動(dòng)終端系統(tǒng)自身傳感器數(shù)據(jù)相結(jié)合，達(dá)到精準(zhǔn)定位；解決單獨(dú)信標(biāo)不穩(wěn)定，單獨(dú)慣導(dǎo)累積誤差大的問題，提高室內(nèi)定位的精確度。
[0038]以上詳細(xì)說明了本實(shí)用新型的系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理。但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，說明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于說明書。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:無線信標(biāo)系統(tǒng)和移動(dòng)終端系統(tǒng)；無線信標(biāo)系統(tǒng)和移動(dòng)終端系統(tǒng)連接；其中，無線信標(biāo)系統(tǒng)包括至少一個(gè)無線信標(biāo)；無線信標(biāo)包括:集成了射頻模塊的主控制器、定位傳感器；定位傳感器與主控制器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位傳感器是氣壓傳感器或磁力計(jì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述室內(nèi)系統(tǒng)還包括云端服務(wù)器系統(tǒng)，移動(dòng)終端系統(tǒng)和云端服務(wù)器系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述無線信標(biāo)還包括紅外傳感器，紅外傳感器與主控制器連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，定位傳感器與主控制器通過I2C接口連接，紅外傳感器與主控制器通過1 口連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種無線信標(biāo)微定位系統(tǒng)，從無線信標(biāo)和慣導(dǎo)結(jié)合的方法出發(fā)，增加無線信標(biāo)發(fā)出的信息內(nèi)容，并在每個(gè)無線信標(biāo)中包含校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，從而解決單獨(dú)信標(biāo)不穩(wěn)定，單獨(dú)慣導(dǎo)累積誤差大的缺點(diǎn)，提高室內(nèi)定位的精確度。通過在無線信標(biāo)上集成紅外傳感器，可以實(shí)時(shí)偵測移動(dòng)物體，只有監(jiān)測到移動(dòng)物體，才會(huì)發(fā)送射頻信號(hào)，可以有效降低功耗，增加無線信標(biāo)的電池使用時(shí)間，從而節(jié)約人工物料成本。
【IPC分類】H04W64/00
【公開號(hào)】CN204906724
【申請?zhí)枴緾N201520743992
【發(fā)明人】馬延飛, 趙爍, 范莉, 王玉慶, 劉輝, 楊孫麗, 郭瑩, 朱文川
【申請人】北京招通致晟科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月23日