CN106610498A - 嵌入式智能定位终端设计 - Google Patents

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肖登坤
何梁
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本发明提供了一种嵌入式智能定位终端设计，其特征在于：该嵌入式智能定位终端具有多种通信和传输模式基站，室内定位模式包括：WiFi，Zigbee，Bluetooth，RFID，UWB。数据传输模式包括：2G，3G，4G，5G，低频。其特征还在于：该嵌入式智能定位终端具有统一的硬件平台和不同的协议站，根据不同的场景，配置不同模式的定位方式和传输模式。其特征还在于：不同的传输模式都能通过模式变换统一到公共的有线或无线传输介质上。

Description

嵌入式智能定位终端设计
技术领域
本发明直接应用在室内定位与导航技术领域
背景技术
室内定位技术在智慧城市的建设中越来越重要，目前出现的主要几种技术包括：WiFi，Zigbee，Bluetooth，RFID，UWB。应该说每种技术都有各自的应用范围和优缺点，没有一种技术能适合所有的场景。很多情况下，在一个应用场合，需要不同的定位技术相互配合。比如在视距(LOS)非常好的环境中，利用UWB技术；而在非视距(NLOS)环境中，可以应用WiFi技术。目前的室内定位***都是各自开发的，不能组成融合的网络，因为定位基站相互之间没有统一定义的接口，在混合组网方面比较困难。而室内定位终端都是基于某一种模式的，在其它模式下无法使用。比如，基于UWB模式的室内定位终端，在WIFI环境下就无法使用。同样，基于RFID模式的室内定位终端，在蓝牙模式下也无法使用。室外定位也是如此，或者基于GPS，或者基北斗。目前的室内定位中端在室外不起作用；同样室外定位中端在室内也不能进行定位。所以，一个适合于多环境的室内外一体的终端客观是需要的。
上面所提到的几种室内定位终端都是单模，不能适合复杂室内的环境。也不能兼顾室外定位和室内定位两种完全不同的场景。而本发明恰恰能弥补这些缺点和不足。利用本发明的智能室内外定位中端，在室内根据不同的环境选择不同的定位模式；在室外自动开启室外定位模式。这样定位精度高、定位效率高。
发明内容
本发明设计了一种嵌入式智能定位终端，它弥补了现有的定位终端功能单一，不能满足复杂的环境，也不具备通信和自动告警功能的不足。能应用在任何场景，不仅满足了定位需求；同时，还满足了安全告警和通信功能。
本发明的内容包括以下三个部分：
一、智能室内外定位终端功能结构
该结构包括模式感知模块，在不同的环境自动开启某个合适的模式，包括室外定位模式；和室内定位的某个模式。
该结构包括室内定位模块，包含着WIFI，Zigbee，Bluetooth，RFID，UWB这五种定位模块。
该结构包括室外定位模块，包含着GPS，Beidou，GPS+Beidou三种室外定位模式。
该结构包括语音模块，具有语音编解码功能
该结构包括视频模块，具有视频拍摄和接收功能
该结构包括传输模块：传输模式包括，2G/GPRS/3G/4G/5G/NG，低频，比如433Mhz，325MHz，
该结构包括告警模块，包括紧急告警、靠近危险区告警、高空坠落告警、砸倒告警、落水告警。
该结构包括显示模块：显示形式包括，声音、灯光、震动
该结构包括电源模块：其功是为各个模块供电。
二、智能室内外定位终端软件无线电式硬件结构
该软件无线电式硬件结构包括天线处理单元
该软件无线电式硬件结构包括射频处理单元
该软件无线电式硬件结构包括物理层软件处理单元
该软件无线电式硬件结构包括高层软件处理单元
该软件无线电式硬件结构包括应用层软件处理单元
该软件无线电式硬件结构包括电源管理理单元
三、智能室内外定位终端软件无线电式软件结构
该软件无线电式软件结构包括UWB，RFID，Bluetooth，WiFi，Zigbee室内定位软件
该软件无线电式软件结构包括GPS，Beidou室外定位软件
该软件无线电式软件结构包括告警软件
该软件无线电式软件结构包括视频、通信软件
该软件无线电式软件结构包括传输软件
四、智能室内外定位终芯片插拔式硬件结构
该芯片插拔式硬件结构包括天线处理单元
该芯片插拔式硬件结构包括射频处理单元
该芯片插拔式硬件结构包括插拔室内定位芯片单元
该芯片插拔式硬件结构包括数据传输模式转换单元
该芯片插拔式硬件结构包括通用有线或无线传输介质单元
五、智能室内外定位终端定位模式选择流程
扫描各制式参考信号
那个模式的参考信号大于设定的阈值就选定该模式定位
选定的是室内定位模式还是室外定位模式
如果选定的是室内定位模式，就在UWB/WIFI/RFID/Zigbee/Bluetooth中选最合适模式进行定位
如果选定的是室外定位模式，就在GPS，Beidou，GPS+Beidou中选最合适一种进行定位
如果选定的是室外定位模式就在GPRS/或3G/4G/5G/NG中选最合适一种进行传输
六、室内定位模式转换
监测参考信号强度
1)室内定位基站A模式参考信号强度在T内一直低于某个阈值；2)其他模式也低于另外定义的阈值
如果1)成立并且2)不成立，则开启室内定位另外的模式
如果1)和2)都成立，则启动室外定位
如果1)不成立并且2)成立，则维持A模式进行定位
如果卫星信号强度不高于某个门限值，则返回到[0043]。
如果卫星信号强度高于某个门限值，则开始启动室外卫星定位
七、室外定位模式转换
监测卫星参考信号强度
如果卫星参考信号强度在T内一直低于设计的阈值就启动室内定位模式
如果卫星参考信号强度在T内不低于设计的阈值则继续进行室外定位
附图说明
图1是智能室内外定位终端功能结构
图2是智能室内外软件无线电式定位终端硬件逻辑结构
图3是智能室内外软件无线电式定位终端软件逻辑结构
图4是智能室内外定位终端芯片插拔式硬件逻辑结构
图5是选择定位模式流程
图6是室内定位模式转换
图7是室外定位模式转换
具体实施方式
实施例1：UWB+WIFI模式
实施例2：WIFI模式
实施例3：WIFI+Bluetooth模式
实施例4：WIFI+Zigbee模式
实施例5：WIFI+RFID模式
实施例6：WIFI+RFID+UWB模式
实施例7：WIFI+RFID+UWB模式
实施例8：WIFI+RFID+UWB+Bluetooth模式。

Claims (13)

1.一种嵌入式智能室内外定位终端，其特征在于：
该智能定位终端同时具有多种室内定位模式，包括UWB，WiFi，RFID，Zigbee，Bluetooth；具有多种室外定位模式，包括GPS，Beidou，GPS+Beidou；具有多种告警模式，包括高空坠落报警、塌方砸倒报警、紧急报警、下行危险告警；具有视频拍摄功能；具有语音通话功能；具有接受广播功能。其特征还在于：具有软件无线电式机构和芯片插拔式结构。其特征还在于：具有定位模式自动选择功能；具有室内定位向室外定位自动转换功能；也具有室外基站向室内定位自动转换功能。其特征还在于：在任一场景中都可以同时开启两种或两种以上的模式进行组合定位。
2.如权利要求1所述的具有多种室内定位模式，其特征在于：包括UWB，WiFi，RFID，Zigbee，Bluetooth。
3.如权利要求1所述的如权利要求1所述的具有多种室外定位模式，其特征在于：包括GPS，Beidou，GPS+Beidou。
4.如权利要求1所述的具有多种告警模式，其特征在于：包括高空坠落报警、塌方砸倒报警、紧急报警、下行危险告警。
5.如权利要求1所述的具有视频拍摄功能，其特征在于使用者操作可进行视频拍摄，并且拍摄的视频自动传递到上位机，或指定的手机。
6.如权利要求1所述的具有语音通话功能，其特征在于佩戴者可主动和指定的手机进行通话，或被动地接受电话。
7.如权利要求1所述的具有接受广播功能，其特征在于可接收网络所发送的广播。
8.如权利要求1所述的具有软件无线电式机构，其特征在于该硬件结构包括天线处理单元，射频处理单元，物理层软件处理单元，高层软件处理单元，应用层软件处理单元，电源管理单元。该软件结构包括：
UWB，RFID，Bluetooth，WiFi，Zigbee室内定位软件，GPS，Beidou室外定位软件，告警软件，视频、通信软件，传输软件。
9.如权利要求1所述的具有芯片插拔式结构，其特征在于该结构包括：天线处理单元，射频处理单元，插拔室内定位芯片单元，数据传输模式转换单元，通用有线或无线传输介质单元。
10.如权利要求1所述的具有定位模式自动选择功能，其特征在于扫描各制式参考信号；判断那个模式的参考信号大于设定的阈值就选定该模式定位；如果选定的是室内定位模式，就在UWB/WIFI/RFID/Zigbee/Bluetooth中选最合适模式进行定位；如果选定的是室外定位模式，就在GPS，Beidou，GPS+Beidou中选最合适一种进行定位；如果选定的是室外定位模式就在GPRS/或3G/4G/5G/NG中选最合适一种进行传输。
11.如权利要求1所述的具有室内定位向室外定位自动转换功能，其特征在于：监测参考信号强度；如果1)室内定位基站A模式参考信号强度在T内一直低于某个阈值；并且，2)其他模式也低于另外定义的阈值就进行如下判断。如果1)成立并且2)不成立，则开启室内定位另外选定的模式。如果1)和2)都成立，则启动室外定位模式；如果1)不成立并且2)成立，则维持A模式进行定位。如果卫星信号强度不高于某个门限值，则继续监测参考信号强度。
12.如权利要求1所述的具有室外定位向室内定位自动转换功能，其特征在于：监测卫星定位信号强度；
如果卫星参考信号强度在T内一直低于设计的阈值就启动室内定位模式；如果卫星参考信号 强度在T内不低于设计的阈值则继续进行室外定位。
13.如权利要求1所述的在任一场景中都可以设置两种或两种以上的模式进行组合定位，其特征在于：这些模式都是根据实际测量自动选择的，也可以固定WiFi模式传递其他业务。
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