專利名稱：一種基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線定位系統(tǒng)，特別涉及一種基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò) 的室內(nèi)定位系統(tǒng)和定位方法。
(二)
背景技術(shù)：
近年來，隨著人們對(duì)定位信息的需求與日倶增，像GPS這樣的室 外定位系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，為在開闊的室外環(huán)境中工作的 各類用戶提供了極大的幫助。與此同時(shí)，煤礦、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、展館、 購(gòu)物中心、倉(cāng)庫(kù)，地下停車場(chǎng)等等都需要使用準(zhǔn)確的室內(nèi)定位信息， 對(duì)可用空間、人員或者庫(kù)存物資實(shí)現(xiàn)高效的管理，完善自身的功能。 GPS定位系統(tǒng)僅適用于室外，而目前室內(nèi)定位系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)也引 起了人們的關(guān)注。目前多數(shù)科技館還沒有采用定位系統(tǒng)，科技館面向 的觀眾大部分是兒童，兒童在館內(nèi)不好找的現(xiàn)象也很多。
(三) 實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能夠進(jìn)行人員
定位査詢的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)和定位方法。
本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特殊之處在
于該系統(tǒng)是由無線網(wǎng)絡(luò)和上位管理服務(wù)器組成；無線網(wǎng)絡(luò)包括依次 傳輸無線信號(hào)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、展臺(tái)節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、中心處理節(jié)點(diǎn)，中 心處理節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算機(jī)通訊接口與上位管理服務(wù)器連接；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都 包括互相連接的無線通訊模塊、中央處理器和存儲(chǔ)器、電源模塊。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡(luò)還包 括直接向中心處理節(jié)點(diǎn)發(fā)送無線信號(hào)的發(fā)卡節(jié)點(diǎn)和收卡節(jié)點(diǎn)。發(fā)卡節(jié) 點(diǎn)放置在入口的位置，以便知道游客的參觀開始，收卡節(jié)點(diǎn)放在出口 的位置，以便知道游客參觀路線的結(jié)束，便于統(tǒng)計(jì)某個(gè)游客的位置和 參觀等信息。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，由于電池的能 量有限，要考慮節(jié)能，每個(gè)節(jié)點(diǎn)還都包括有連接在電源模塊上的充電 電路。
本實(shí)用新型的有益效果是，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)的精確定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 可靠性高，無線節(jié)點(diǎn)具有體積小、可充電、抗干擾、功耗低等優(yōu)點(diǎn)， 主要用于科技館，實(shí)現(xiàn)館內(nèi)的人員定位和展品關(guān)注度設(shè)計(jì)、展臺(tái)當(dāng)前 人數(shù)統(tǒng)計(jì)，還可以作為科技館內(nèi)的展品，并且也可用于其它場(chǎng)所內(nèi)的 定位，如煤礦、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、消防等眾多行業(yè)領(lǐng)域中。
(四)

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖l為系統(tǒng)硬件連接圖，圖2為中心處理節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖，圖3為 充電電路圖，圖4為工作流程圖。
具體實(shí)施方式
附圖1-4為本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，是由無線網(wǎng)絡(luò) 和上位管理服務(wù)器組成；無線網(wǎng)絡(luò)包括依次傳輸無線信號(hào)的移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)、展臺(tái)節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、中心處理節(jié)點(diǎn)，中心處理節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算機(jī) 通訊接口與上位管理服務(wù)器連接；無線網(wǎng)絡(luò)還包括直接向中心處理節(jié) 點(diǎn)發(fā)送無線信號(hào)的發(fā)卡節(jié)點(diǎn)和收卡節(jié)點(diǎn)，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別置于房間的 入口和出口。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括互相連接的無線通訊模塊、中央處理器 和存儲(chǔ)器、電源模塊，還包括有連接在電源模塊上的充電電路。如圖 2所示。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在硬件設(shè)計(jì)上都是相同的，在傳輸距離和軟件功能 實(shí)現(xiàn)上是不同的。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，采用無線節(jié)點(diǎn) 和上位管理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了一種自組織網(wǎng)絡(luò)，主要用于科技館，具體是 在科技管內(nèi)部署靜止節(jié)點(diǎn)，人員隨身帶一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，通過中心處理 節(jié)點(diǎn)把人員的位置實(shí)時(shí)的傳輸?shù)缴衔还芾矸?wù)器上，由上位管理服務(wù) 器來實(shí)現(xiàn)科普展品和人員的館內(nèi)定位、查詢等功能，還可用來演示無 線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。系統(tǒng)需要配合后臺(tái)的控制軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)來使用。 本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，如圖1所示， 是通過在科技館內(nèi)部署一些靜止節(jié)點(diǎn)，在每個(gè)展品上放置一個(gè)展臺(tái)節(jié) 點(diǎn)，如有的展品面積比較大，可以放置多個(gè)展臺(tái)節(jié)點(diǎn)，對(duì)這些節(jié)點(diǎn)進(jìn) 行編號(hào)，并存放在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)里，然后在適當(dāng)?shù)奈恢梅胖靡恍┺D(zhuǎn)發(fā)信 息的傳輸節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)向中心處理節(jié)點(diǎn)上傳展臺(tái)節(jié)點(diǎn)上傳過來的數(shù)據(jù)信 息，另外還有兩個(gè)特殊的節(jié)點(diǎn)，即發(fā)卡節(jié)點(diǎn)和收卡節(jié)點(diǎn)，可以知道游 客參觀路線的開始和結(jié)束，以便統(tǒng)計(jì)某個(gè)游客的位置和參觀等信息。 各節(jié)點(diǎn)的,數(shù)據(jù)信息最后都傳輸?shù)街行奶幚砉?jié)點(diǎn)上，中^^、處理節(jié)點(diǎn) 通過串口的方式和管理服務(wù)器通信，最后通過管理服務(wù)器輸入要査找 的游客編號(hào)可以知道游客的位置或者參觀路線等信息。中心處理節(jié)點(diǎn) 由信息中心和數(shù)據(jù)信息庫(kù)構(gòu)成。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)采用
780mA. h的鋰電池供電，由于電池的能量有限，使用一段時(shí)間后能量 會(huì)耗盡，所以除了在軟件上考慮節(jié)能之外，還在節(jié)點(diǎn)上設(shè)置了充電電 路。如圖3所示，采用4V 6V充電，Ul為電池充電器，該充電器配有 一個(gè)通道晶體管LED，具備電流感應(yīng)及反向放電保護(hù)功能，可以簡(jiǎn)化 設(shè)計(jì)所需的元件數(shù)量，Ul的l腳是狀態(tài)指示，LED可以作為充電指示 燈，在充電的時(shí)候燈就亮，電充滿后燈就滅了， Ul的3腳是電池控制 輸出，U2為鋰電池，U3為穩(wěn)壓器，U3的5管腳為電壓輸出管腳，為 3.3V的電壓，可以直接給芯片供電，c3為旁路電容，可降低輸出噪 聲，c4為輸出電容。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡(luò)采用 ZigBee協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了分層的樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以動(dòng)態(tài)自組織形成 網(wǎng)絡(luò)，在中心處理節(jié)點(diǎn)重新啟動(dòng)后，下面所有的節(jié)點(diǎn)可以動(dòng)態(tài)自組加 入網(wǎng)絡(luò)，降低了布網(wǎng)、建網(wǎng)的復(fù)雜程度，并可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要靈活改變 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位方法，如圖4所示， 包括以下步驟-
a.在房間入口對(duì)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)后發(fā)給游客，在發(fā)卡節(jié)點(diǎn)進(jìn)行登 記，使游客和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，然后移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向發(fā)卡節(jié)點(diǎn)報(bào)告
信息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)被游客攜帶著在參觀展臺(tái)的時(shí)候，每隔一定時(shí)間主動(dòng) 向展臺(tái)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，若游客走到房間出口，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向收卡節(jié)點(diǎn)發(fā)
送信息；
b. 發(fā)卡節(jié)點(diǎn)或收卡節(jié)點(diǎn)直接向中心處理節(jié)點(diǎn)傳輸信息，或者展臺(tái)節(jié) 點(diǎn)通過一定步驟向中心處理節(jié)點(diǎn)傳輸信息；
展臺(tái)節(jié)點(diǎn)向中心處理節(jié)點(diǎn)傳輸信息的步驟是
bl.離游客最近的展臺(tái)節(jié)點(diǎn)收到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的信息后，判斷其信號(hào) 強(qiáng)度值和信號(hào)質(zhì)量，根據(jù)一定的信號(hào)衰減模型計(jì)算出移動(dòng)節(jié)點(diǎn)所 在的位置，即游客位置，然后向傳輸節(jié)點(diǎn)報(bào)告信息， b2.傳輸節(jié)點(diǎn)將信息傳輸?shù)街行奶幚砉?jié)點(diǎn)；
c. 中心處理節(jié)點(diǎn)將信息比較分析后，根據(jù)距離展臺(tái)節(jié)點(diǎn)的位置最終 確定游客的位置信息，進(jìn)行簡(jiǎn)單存儲(chǔ)后，再通過有線的方式傳到管理 服務(wù)器上；
d. 通過管理服務(wù)器查詢參觀者的具體位置、展品訪問次數(shù)等信息。
本實(shí)用新型的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，上位管理系統(tǒng) 的任務(wù)是，按照有限區(qū)域無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)定位、信息采集和展館 管理的工作要求，主要提供展區(qū)詳細(xì)介紹、游客參觀路線查詢、游客 功能區(qū)內(nèi)定位、展區(qū)關(guān)注度統(tǒng)計(jì)、展區(qū)當(dāng)前游客數(shù)査詢、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)展示等功能。
權(quán)利要求1.一種基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于它是由無線網(wǎng)絡(luò)和上位管理服務(wù)器組成；無線網(wǎng)絡(luò)包括依次傳輸無線信號(hào)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、展臺(tái)節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、中心處理節(jié)點(diǎn)，中心處理節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算機(jī)通訊接口與上位管理服務(wù)器連接；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括互相連接的無線通訊模塊、中央處理器和存儲(chǔ)器、電源模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征 在于無線網(wǎng)絡(luò)還包括直接向中心處理節(jié)點(diǎn)發(fā)送無線信號(hào)的發(fā)卡節(jié) 點(diǎn)和收卡節(jié)點(diǎn)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征 在于每個(gè)節(jié)點(diǎn)還都包括有連接在電源模塊上的充電電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于無線傳輸網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)是由無線網(wǎng)絡(luò)和上位管理服務(wù)器組成；無線網(wǎng)絡(luò)包括依次傳輸無線信號(hào)的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、展臺(tái)節(jié)點(diǎn)、傳輸節(jié)點(diǎn)、中心處理節(jié)點(diǎn)，中心處理節(jié)點(diǎn)通過計(jì)算機(jī)通訊接口與上位管理服務(wù)器連接；每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括互相連接的無線通訊模塊、中央處理器和存儲(chǔ)器、電源模塊。本實(shí)用新型的有益效果是，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)的精確定位。
文檔編號(hào)H04L12/28GK201061167SQ20072002493
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者劉瑞霞, 吳曉明, 孔祥龍, 磊 張, 明 李, 李春杰, 樊艷紅, 強(qiáng) 郭, 諾 魏 申請(qǐng)人:山東省計(jì)算中心