CN114363799B - 一种根据需求动态启停的无人机室内定位*** - Google Patents

一种根据需求动态启停的无人机室内定位*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种根据需求动态启停的无人机室内定位***，包括以下模块：S1.定位部:包括n个UWB定位基站和k个UWB定位标签，UWB定位基站编号为定位基站1至定位基站n，各个定位基站与定位标签测距。本发明中，上位机加MQTT服务机制的方式，上位机支持本地应用和远程数据推送服务，采用订阅推送服务机制，实现了一套定位***同时为多个应用推送数据，减少了网络请求和服务端响应处理的数量，降低了多个应用程序同时需要高频数据时定位***服务端和网络的负担，当应用***不需要定位数据的时段，定位***停止采集定位数据，减少了定位标签无效续航时间，让定位标签在需要定位数据时再工作，有助于延长定位标签电池的使用时间。

Description

一种根据需求动态启停的无人机室内定位***
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种根据需求动态启停的无人机室内定位***。
背景技术
自建定位模块或从专用的定位***获取定位数据存在如下不足：随着需要定位服务的应用越来越多，每个应用***各自建立定位服务模块的方式造成资源浪费；专门为其它应用***提供定位服务的定位***通常采用请求-响应模式获取定位数据，某个应用***每需要一次数据，就需要先发送一次请求，当请求频率比较高时，对定位***服务端和网络造成负担，特别是当多个应用程序同时频繁的请求定位数据时，对定位***服务端和网络造成极大负担；应用***不一定能主动控制定位***定位数据采集的启停，当应用***不需要定位数据的时段，定位***仍然采集定位数据，对于采用电池供电的定位标签而言，降低了有效续航时间。让定位标签经常处于无效续航状态将影响定位标签的电池性能。
因此需要提出一种更为有效的室内无人机定位***。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种根据需求动态启停的无人机室内定位***。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种根据需求动态启停的无人机室内定位***，包括以下模块：
S1.定位部:包括n个UWB定位基站和k个UWB定位标签，UWB定位基站编号为定位基站1至定位基站n，各个定位基站与定位标签测距，各个定位基站获得相对于定位标签的距离；
S2.距离数据采集分析：定位基站2至定位基站n将各自与标签的距离数据发送到定位基站1，上位机与UWB定位基站1之间通过USB接口连接通讯，统一将标签与各个基站的定位数据通过USB发送到上位机；
S3.数据分析：上位机程序对定位基站定位标签进行模式控制、参数配置，对标签定位数据进行采集、解析、展示，同时，上位机程序根据第三方应用的订阅情况，在第三方应用需要时向其推送定位数据。
优选地，所述S3中上位机程序包括：数据收发模块实现通过USB口从UWB定位基站1接收数据和向UWB定位基站1发送指令；报文解析模块对接收的定位数据进行解析；数据展示模块对解析后的数据进行展示；数据推送模块在需要时将定位数据推送到MQTT服务器；数据导出模块支持将数据采用Excel的方式进行导出；控制模块对定位基站定位标签进行模式控制、参数配置；报文组装模块在收到控制指令后将其组装为通信报文，由数据收发模块发送。
优选地，所述上位机通过以太网连接到MQTT服务器，上位机上配置MQTT服务端IP地址、端口、客户端账号等信息后，即可连接到MQTT服务端，上位机连接到MQTT服务器后，订阅位置信息请求话题，等待需要定位数据的第三方应用程序发送定位数据请求，收到第三方应用程序的定位数据发送请求后开始采集定位标签数据，并通过位置信息数据话题将定位数据推送到MQTT服务器，供第三方应用程序订阅，当没有第三方应用程序订阅定位数据且无用户通过操作上位机主动采集定位数据时，即停止采集定位数据。
优选地，所述第三方应用程序通过以太网连接到MQTT服务器，当某个第三方应用程序需要定位标签的定位数据时，先订阅位置信息数据话题，订阅成功后，再通过位置信息请求话题发布消息，请求上位机发送定位数据，然后等待上位机推送定位数据。
优选地，所述第三方应用程序通过MQTT服务从上位机获取定位数据，让第三方应用程序同时获取定位数据，在没有第三方应用程序订阅定位数据时停止推送定位数据。
优选地，所述第三方应用程序有多个同时请求定位数据时，从第一个第三方订阅位置信息数据话题订阅成功，通过位置信息后通过位置信息请求话题发布消息，请求上位机发送定位数据，上位机开始采集定位标签数据，并通过位置信息数据话题将定位数据推送到MQTT服务器，供所有订阅了位置信息数据话题的第三方应用程序消费定位数据，直至最后一个第三方程序不再订阅定位数据后，停止采集推送定位数据。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本申请通过上位机加MQTT服务机制的方式，上位机支持本地应用和远程数据推送服务，采用订阅推送服务机制，实现了一套定位***同时为多个应用推送数据，减少了网络请求和服务端响应处理的数量，降低了多个应用程序同时需要高频数据时定位***服务端和网络的负担，当应用***不需要定位数据的时段，定位***停止采集定位数据，减少了定位标签无效续航时间，让定位标签在需要定位数据时再工作，有助于延长定位标签电池的使用时间。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的***组成框图；
图2示出了根据本发明实施例提供的上位机功能框图；
图3示出了根据本发明实施例提供的单个第三方应用通过MQTT服务从上位机获取定位数据的时序图；
图4示出了根据本发明实施例提供的多个第三方应用通过MQTT服务从上位机获取定位数据的时序图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种根据需求动态启停的无人机室内定位***，包括以下模块：
S1.定位部:包括n个UWB定位基站和k个UWB定位标签，UWB定位基站编号为定位基站1至定位基站n，各个定位基站与定位标签测距，各个定位基站获得相对于定位标签的距离；
S2.距离数据采集分析：定位基站2至定位基站n将各自与标签的距离数据发送到定位基站1，上位机与UWB定位基站1之间通过USB接口连接通讯，统一将标签与各个基站的定位数据通过USB发送到上位机；
S3.数据分析：上位机程序对定位基站定位标签进行模式控制、参数配置，对标签定位数据进行采集、解析、展示，同时，上位机程序根据第三方应用的订阅情况，在第三方应用需要时向其推送定位数据。
S3中上位机程序包括：数据收发模块实现通过USB口从UWB定位基站1接收数据和向UWB定位基站1发送指令；报文解析模块对接收的定位数据进行解析；数据展示模块对解析后的数据进行展示；数据推送模块在需要时将定位数据推送到MQTT服务器；数据导出模块支持将数据采用Excel的方式进行导出；控制模块对定位基站定位标签进行模式控制、参数配置；报文组装模块在收到控制指令后将其组装为通信报文，由数据收发模块发送。
上位机通过以太网连接到MQTT服务器，上位机上配置MQTT服务端IP地址、端口、客户端账号等信息后，即可连接到MQTT服务端，上位机连接到MQTT服务器后，订阅位置信息请求话题，等待需要定位数据的第三方应用程序发送定位数据请求，收到第三方应用程序的定位数据发送请求后开始采集定位标签数据，并通过位置信息数据话题将定位数据推送到MQTT服务器，供第三方应用程序订阅，当没有第三方应用程序订阅定位数据且无用户通过操作上位机主动采集定位数据时，即停止采集定位数据。
第三方应用程序通过以太网连接到MQTT服务器，当某个第三方应用程序需要定位标签的定位数据时，先订阅位置信息数据话题，订阅成功后，再通过位置信息请求话题发布消息，请求上位机发送定位数据，然后等待上位机推送定位数据。
第三方应用程序通过MQTT服务从上位机获取定位数据，让第三方应用程序同时获取定位数据，在没有第三方应用程序订阅定位数据时停止推送定位数据。
第三方应用程序有多个同时请求定位数据时，从第一个第三方订阅位置信息数据话题订阅成功，通过位置信息后通过位置信息请求话题发布消息，请求上位机发送定位数据，上位机开始采集定位标签数据，并通过位置信息数据话题将定位数据推送到MQTT服务器，供所有订阅了位置信息数据话题的第三方应用程序消费定位数据，直至最后一个第三方程序不再订阅定位数据后，停止采集推送定位数据。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种根据需求动态启停的无人机室内定位***，其特征在于，包括以下模块：
S1.定位部:包括n个UWB定位基站和k个UWB定位标签，UWB定位基站编号为定位基站1至定位基站n，各个定位基站与定位标签测距，各个定位基站获得相对于定位标签的距离；
S2.距离数据采集分析：定位基站2至定位基站n将各自与标签的距离数据发送到定位基站1，上位机与UWB定位基站1之间通过USB接口连接通讯，统一将标签与各个基站的定位数据通过USB发送到上位机；
S3.数据分析：上位机程序对定位基站定位标签进行模式控制、参数配置，对标签定位数据进行采集、解析、展示，同时，上位机程序根据第三方应用的订阅情况，在第三方应用需要时向其推送定位数据；
所述上位机通过以太网连接到MQTT服务器，上位机上配置MQTT服务端IP地址、端口、客户端账号信息后，即可连接到MQTT服务端，上位机连接到MQTT服务器后，订阅位置信息请求话题，等待需要定位数据的第三方应用程序发送定位数据请求，收到第三方应用程序的定位数据发送请求后开始采集定位标签数据，并通过位置信息数据话题将定位数据推送到MQTT服务器，供第三方应用程序订阅，当没有第三方应用程序订阅定位数据且无用户通过操作上位机主动采集定位数据时，即停止采集定位数据；
所述第三方应用程序通过以太网连接到MQTT服务器，当某个第三方应用程序需要定位标签的定位数据时，先订阅位置信息数据话题，订阅成功后，再通过位置信息请求话题发布消息，请求上位机发送定位数据，然后等待上位机推送定位数据；
所述第三方应用程序通过MQTT服务从上位机获取定位数据，让第三方应用程序同时获取定位数据，在没有第三方应用程序订阅定位数据时停止推送定位数据；
所述第三方应用程序有多个同时请求定位数据时，从第一个第三方订阅位置信息数据话题订阅成功，通过位置信息后通过位置信息请求话题发布消息，请求上位机发送定位数据，上位机开始采集定位标签数据，并通过位置信息数据话题将定位数据推送到MQTT服务器，供所有订阅了位置信息数据话题的第三方应用程序消费定位数据，直至最后一个第三方程序不再订阅定位数据后，停止采集推送定位数据。
2.根据权利要求1所述的一种根据需求动态启停的无人机室内定位***，其特征在于，所述S3中上位机程序包括：数据收发模块实现通过USB口从UWB定位基站1接收数据和向UWB定位基站1发送指令；报文解析模块对接收的定位数据进行解析；数据展示模块对解析后的数据进行展示；数据推送模块在需要时将定位数据推送到MQTT服务器；数据导出模块支持将数据采用Excel的方式进行导出；控制模块对定位基站定位标签进行模式控制、参数配置；报文组装模块在收到控制指令后将其组装为通信报文，由数据收发模块发送。
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