基于阵列式定向天线的蓝牙高精度三维定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电子技术领域，尤其涉及电子定位技术。
【背景技术】
[0002]现有的定位系统多通过借助卫星进行定位，成本较高，且定位类型较为单一。卫星定位解决了部分室外粗略定位问题。但是对于室内或者精准定位难以实现。另外，卫星定位系统过于复杂，难以广泛植入到小物品上。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于阵列式定向天线的蓝牙高精度三维定位系统，解决以上技术问题。
[0004]本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0005]基于阵列式定向天线的蓝牙高精度三维定位系统，包括一蓝牙扫描装置，蓝牙扫描装置连接一计算机主机，其特征在于，所述蓝牙扫描装置还包括一微型处理器系统、定向天线和一蓝牙模块；所述微型处理器系统与计算机主机相连；
[0006]所述微型处理器系统的通信端与所述蓝牙模块相连，所述蓝牙模块与至少两个定向天线相连，所述至少两个定向天线的朝向不同。
[0007]本发明通过定向天线来限定每个天线的接收范围，通过微型处理器系统选择相应天线的信号进入，再将信号传送到蓝牙模块，蓝牙模块再把信号传送到微型处理器系统的通信端，最后通过微型处理器系统将更精确的定位传入到计算机主机中。可实现全方位扫描。
[0008]所述蓝牙扫描装置通过Α0Α算法找到方向，然后通过预置定位目前高度的方法，实现定位。这种定位手段只需要单台定位基站即可实现，有别于目前各种定位技术需要多台基站协同定位。
[0009]所述Α0Α算法测量角度的方法是确定定向天线阵列上的射频波入射的传播方向来测量角度。这种方法能减少误差，更精确定位。
[0010]所述蓝牙扫描装置还包括开关电路，所述开关电路的控制信号输入端与所述微型处理器系统相连；
[0011]所述蓝牙模块的天线接口与开关电路的信号接口相连；所述开关电路的设有至少两个分别受控导通的选择信号接口端，每个选择信号接口端连接一个所述定向天线。节约成本。
[0012]所述基于阵列式定向天线的蓝牙高精度三维定位系统，还包括一蓝牙电子标签；所述蓝牙电子标签还包括蓝牙电子芯片和充电模块。所述蓝牙电子芯片和充电模块相连。
[0013]本发明通过扫描电子标签来确定精确的方位。
[0014]作为一种优选方案，设有至少3个定向天线，等角度围成环状。分别扫描至少60度范围，进而可以覆盖180度圆周范围。
[0015]作为一种优选方案，设有至少4个定向天线，其中至少三个等角度围成环状，另外至少一个定向天线朝向朝下设置。进而实现向下覆盖的立体扫描。
[0016]作为另一种优选方案，设有至少5个定向天线，其中至少三个等角度围成环状，另外至少一个定向天线朝向朝下设置，另外至少一个定向天线朝向朝上设置。
[0017]作为另一种优选方案，设有至少7个定向天线，以两个所述定向天线组成一定向天线组，三组所述定向天线组等角度围成环状，至少7个定线天线中设有至少一个定向天线朝下设置。
[0018]优选为，设有7个定向天线，以两个所述定向天线组成一定向天线组，三组所述定向天线组等角度围成环状，7个定向天线中第七个定向天线朝向朝下设置。
[0019]作为另一种优选方案，设有8个定向天线，以两个所述定向天线组成一定向天线组，三组所述定向天线组等角度围成环状，8个定向天线中第七个定向天线朝向朝下设置，8个定向天线中第八个定向天线朝向朝上设置。
[0020]作为另一种优选方案，设有9个定向天线，以两个所述定向天线组成一定向天线组，四组所述定向天线组等角度围成环状，9个定向天线中第九个定向天线朝向朝下设置。
[0021]三组所述定向天线组等角度围成环状每组所述定向天线组用于检测不同高度处，也可以，三组所述定向天线组等角度围成环状每组所述定向天线组用于检测同一高度处，不同高度处均设有三组所述定向天线组。
[0022]所述选择信号接口端通过一万向节连接所述定向天线，所述万向节连接一传动装置，所述传动装置连接一电机，所述电机连接一控制装置。
[0023]本发明通过控制装置控制定向天线的转动方向，加强信号的接收。
[0024]本发明在安防上的应用:
[0025]所述基于阵列式定向天线的蓝牙高精度三维定位系统，还可以包括一安防对讲机，所述蓝牙电子标签嵌入所述安防对讲机内，所述安防对讲机设有一电池盒，所述电池盒上设有电极连接用导电片，所述充电模块的供电端连接所述电极连接用导电片。以通过获得电子标签的位置获得安防对讲机的位置，进而获得安防人员的位置，方便对安防人员工作的督导以及应急问题的快速人员调配。
[0026]所述蓝牙电子标签还可以嵌入访客卡内，以对访客情况进行了解。
[0027]本发明在消防上的应用:
[0028]所述基于阵列式定向天线的蓝牙高精度三维定位系统，还可以包括一消防用传感器系统，所述传感器系统包括散布在室内的复数个烟感传感器，所述蓝牙电子标签嵌入所述烟感传感器内。以通过获得电子标签的位置获得烟感传感器的位置，进而在发生火灾时，能够快速确定火灾位置，及时进行火灾救援。
[0029]所述蓝牙电子标签可以和所述烟感传感器共电源，以节省成本，也可以单独设置电源，以提高传感器节点的抗损毁性能。
[0030]本发明在智能楼宇智慧城市建设中的应用:
[0031]所述蓝牙电子标签包括一外壳，所述外壳的下方设有背胶层，所述背胶层的下方设有离型纸层。这样，电子标签就可以方便的固定在电梯、车厢、路灯杆等位置，使用时可以通过部分蓝牙电子标签的响应情况，或者移动中的蓝牙扫描装置的位置以及移动情况，进而获知与蓝牙扫描装置匹配的物品或使用者的位置以及移动情况。
[0032]本发明在超市的应用:
[0033]所述蓝牙电子标签包括一外壳，所述外壳的下方设有背胶层，所述电子标签通过所述背胶层固定在购物车、购物篮内。这样，可以通过获得电子标签的位置获得购物车、购物篮的位置。一方面，方便对超市内的购物车、购物篮的管理，另一方面，可以通过观察购物车、购物篮的走向，获知购物者的位置，方便对人流情况进行预警分析。
[0034]还可以将电子标签固定在商品上，以通过获知电子标签的位置，获知商品的位置，分析商品的状态。
[0035]本发明在高尔夫上的应用:
[0036]所述蓝牙电子标签为圆形，直径为2cm_4cm，所述蓝牙电子标签内嵌在一高尔夫球中。蓝牙电子标签优选为3cm。本发明通过拥有相对应的蓝牙电子标签，可以用来定位高尔夫球，将蓝牙电子标签内嵌在高尔夫球中，一旦将高尔夫球打出，就可以通过蓝牙扫描装置扫描高尔夫球上的蓝牙电子标签来对高尔夫球进行定位，减少了大范围的搜寻工作。
[0037]所述高尔夫球设有一内壳体和一外壳体，所述内壳体与所述外壳体固定连接。
[0038]所述外壳体的成分以质量百分比计，包括60%?80%热塑性橡胶、8%?18.4%聚乙烯、0.25%?0.3%低温发泡剂、0.12%?0.2%硫化促进剂、0.1%?0.3% 4020防老剂、5%?5.23%丁二烯和5%?6%氯丁二烯。所述外壳体还包括5%?7.9%云母粉。夕卜壳体的弹性更好，加强了外壳的防水性、耐热耐腐蚀性、抗老化性、防火性和绝缘性。
[0039]所述内壳体的成分以质量百分比计，包括60%?80%树脂、10%?15%玻璃纤维和3%?5%环氧树脂。内壳体的质量轻硬度大，耐用防水成本低。
[0040]所述内壳体和外壳体中间设有一压电陶瓷层，所述压电陶瓷层呈一球形，所述压电陶瓷层的感应面朝向所述外壳体的外壁，所述压电陶瓷层的电能输出端与一蓄电模块相连。
[0041 ] 所述蓄电模块还连接一电致发光线，所述电致发光线内嵌在所述外壳体中，所述外壳体呈透明状。
[0042]本发明通过电致发光线能在夜晚更清楚的找到高尔夫球。本发明通过击打高尔夫球时对压电陶瓷层产生撞击从而产生电流，为电致发光线提供发光所需的电量。
[0043]以所述压电陶瓷层的电能输出端为所述充电模块的电能输入端，所述充电模块的电能输出端连接所述蓄电模块，所述蓄电模块的电能输出端连接所述蓝牙电子芯片。
[0044]或者，所述蓄电模块与所述充电模块与所述蓝牙电子芯片并联连接。
[0045]所述内壳体的硬度大于外壳体的硬度；所述外壳体的厚度在0.5mm?1mm ;所述内壳体的厚度在0.6mm?1