自供电式定位鞋套及包括该自供电式定位鞋套的定位系统的制作方法

本实用新型涉及自动定位技术领域，更具体地说，涉及一种自供电式定位鞋套及包括该自供电式定位鞋套的定位系统。

背景技术：

位置信息在人们的日常生活中扮演着重要的作用。在郊外、展览馆、公园等陌生环境中，使用定位导航信息可为观众游览提供更便捷的服务；在仓储物流过程中，对物品进行实时定位跟踪将大大提高工作效率。目前全球定位系统(GPS,Global Positioning System)是获取室外环境位置信息的最常用方式。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS等卫星定位技术并不适用于室内或高楼林立的场合，目前无线室内定位技术迅速发展，已成为GPS的有力补充。

一般来讲，使用无线信号强度获取目标位置信息的过程，就是建立无线信号强度和位置信息稳定映射关系的过程。现有室内无线定位系统主要采用红外、超声波、蓝牙、WiFi(Wireless Fidelity)、RFID(Radio Frequency Identification)等短距离无线技术。然而基于红外、超声波、蓝牙、WiFi网络的无线定位技术采用射频指纹匹配方法，从指纹库中查找最接近的K个邻居，取它们坐标的平均作为坐标估计，其精度容易受到随机变化而引起的定位误差，定位精度较差。因此需要采用新型的定位产品提高定位精度。

此外，由于定位产品需要随着用户行走而移动，定位产品不可能连接市电来实现供电，因此如何为定位产品提供可靠、稳定、长效的供电模块将成为定位产品研发过程中的关注点。

技术实现要素：

为克服现有技术中的缺点与不足，本实用新型的一个目的在于提供一种可实现自行供电、便于使用、具有良好可靠性和稳定性、实现室内定位、定位精度高的自供电式定位鞋套。本实用新型的另一个目的在于提供一种包括上述自供电式定位鞋套、可实现自行供电和室内定位的定位系统。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种自供电式定位鞋套，其特征在于：包括鞋套本体，以及设置在鞋套本体中的压电供电模块、储电模块、控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块；所述压电供电模块与储电模块电连接；储电模块分别与控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块电连接；控制模块分别与RFID读卡器一和无线通信模块信号连接。

用户穿上本实用新型定位鞋套行走时，人脚对压电供电模块间歇挤压使压电供电模块产生电能，从而使储电模块充电储存电能为控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块供电；可实现自行供电，便于用户使用，可避免因电量不足而导致定位失效的情况；储电模块可保存电能，提高电路运行的可靠性和稳定性。本实用新型定位鞋套一般与终端设备配合使用，同时在用户行走的地板中布设有若干RFID标签二，终端设备中记录有各个RFID标签二所在位置；本实用新型定位鞋套中，RFID读卡器一读取距离最近的RFID标签二信息并将该信息传送到控制模块进行处理，之后通过无线通信模块传送到外部的终端设备，终端设备通过读取到的RFID标签二信息查找到相应的位置信息，从而确定穿着该鞋套的用户所在位置实现定位功能，定位精度高，尤其适用于室内场所定位，为GPS信号失效场所提供有效的定位手段。

优选地，所述压电供电模块包括压电发电单元和电能收集单元；所述压电发电单元与电能收集单元的输入端连接；电能收集单元的输出端与储电模块连接。

优选地，所述电能收集单元包括型号为LTC3588-1的电能收集芯片及其外围电路；所述压电发电单元与电能收集芯片的输入端连接；电能收集芯片的输出端通过所述外围电路与储电模块连接。该设计的好处是，可使能量传输最大化，实现连续输出功率，为控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块的运行提供充足的电能。

定位鞋套还包括设置在鞋套本体中的RFID标签一；所述RFID标签一与RFID读卡器一信号连接。RFID读卡器一可同时读取距离最近的RFID标签二信息以及该定位鞋套上的RFID标签一信息，之后将RFID标签一信息和RFID标签二信息同时传送，使外部的终端设备可同时获取定位鞋套信息和所在位置信息，便于多个定位鞋套在同一定位系统中同时使用。

优选地，所述储电模块是指可充电电池。

优选地，所述鞋套本体包括底垫和连接在底垫上的套体；底垫与套体形成容纳腔；所述压电供电模块和RFID读卡器一分别设置在底垫中。人脚进入到容纳腔中，用户行走时人脚间隙挤压底垫可使压电供电模块产生电能。RFID读卡器一设置在底垫中，靠近地板，便于获取RFID标签二信息。

优选地，所述储电模块、控制模块和无线通信模块分别设置在底垫中。

一种包括上述自供电式定位鞋套的定位系统，其特征在于：还包括终端设备和若干用于嵌设在非金属地板中的RFID标签二；RFID标签二与RFID读卡器一信号连接；所述终端设备与无线通信模块信号连接；所述终端设备带有人机交互界面。

在非金属地板的不同区域中分别嵌设RFID标签二，终端设备中记录有各个RFID标签二所代表的位置。压电供电模块在用户行走过程中产生电能，从而使储电模块充电储存电能为控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块供电；可实现自行供电，便于用户使用，可避免因电量不足而导致定位失效的情况；储电模块可保存电能，提高电路运行的可靠性和稳定性。定位鞋套中，RFID读卡器一读取距离最近的RFID标签二信息并将该信息传送到控制模块进行处理，之后通过无线通信模块传送到终端设备，终端设备通过读取到的RFID标签二信息查找到相应的位置信息，从而确定穿着该鞋套的用户所在位置以实现定位功能。

优选地，所述终端设备带有RFID读卡器二；RFID读卡器二与终端设备信号连接；RFID读卡器二还与RFID标签二信号连接。该设计的好处是，便于各个RFID标签二的信息录入，进一步提高使用的便捷程度。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：

1、本实用新型定位鞋套可自行供电，可实现长期正常工作，便于用户使用，可避免因电量不足而导致定位失效的情况；储电模块可保存电能，提高电路运行的可靠性和稳定性；

2、本实用新型定位鞋套可读取距离最近的RFID标签二信息，并传送到终端设备实现定位，从而可确定穿着该鞋套的用户所在室内位置，定位精度高；

3、本实用新型定位鞋套可使能量传输最大化，实现连续输出功率，提供充足的电能；

4、本实用新型定位系统可实现室内定位，并可自行供电，便于用户使用，可避免因电量不足而导致定位失效的情况，具有良好的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型定位鞋套的电路框图；

图2是本实用新型定位鞋套中压电供电模块的电路图；

图3是本实用新型定位鞋套的结构示意图；

图4是本实用新型定位鞋套中底垫的结构示意图；

图5是本实用新型定位系统的电路框图；

其中，1为底垫、2为套体、3为压电供电模块、4为RFID读卡器一。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例描述一种自供电式定位鞋套，其结构如图1～图4所示；包括鞋套本体，鞋套本体包括底垫1和连接在底垫1上的套体2；底垫1与套体2形成容纳腔。定位鞋套还包括设置在底垫1上的压电供电模块3、储电模块、控制模块、RFID读卡器一4和无线通信模块。压电供电模块3包括压电发电单元和电能收集单元；压电发电单元与电能收集单元的输入端连接；电能收集单元的输出端与储电模块连接。储电模块优选采用可充电电池。储电模块分别与控制模块、RFID读卡器一4和无线通信模块电连接；控制模块分别与RFID读卡器一4和无线通信模块信号连接。

用户穿上本实施例定位鞋套行走时，人脚对压电供电模块间歇挤压使压电供电模块产生电能，从而使储电模块充电储存电能为控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块供电；可实现自行供电，便于用户使用，可避免因电量不足而导致定位失效的情况；储电模块可保存电能，提高电路运行的可靠性和稳定性。本实施例定位鞋套一般与终端设备配合使用，同时在用户行走的地板中布设有若干RFID标签二，终端设备中记录有各个RFID标签二所在位置；本实施例定位鞋套中，RFID读卡器一读取距离最近的RFID标签二信息并将该信息传送到控制模块进行处理，之后通过无线通信模块传送到外部的终端设备，终端设备通过读取到的RFID标签二信息查找到相应的位置信息，从而确定穿着该鞋套的用户所在位置实现定位功能，定位精度高，尤其适用于室内场所定位，为GPS信号失效场所提供有效的定位手段。RFID读卡器一对RFID标签二信息的读取和控制模块的数据处理均可采用现有技术。RFID读卡器一设置在底垫中，靠近地板，便于获取RFID标签二信息。

电能收集单元优选包括型号为LTC3588-1的电能收集芯片及其外围电路；压电发电单元与电能收集芯片的输入端连接；电能收集芯片的输出端通过外围电路与储电模块连接。该设计的好处是，可使能量传输最大化，实现连续输出功率，为控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块的运行提供充足的电能。

定位鞋套还包括设置在鞋套本体上的RFID标签一；RFID标签一与RFID读卡器一信号连接。RFID读卡器一可同时读取距离最近的RFID标签二信息以及该定位鞋套上的RFID标签一信息，之后将RFID标签一信息和RFID标签二信息同时传送，使外部的终端设备可同时获取定位鞋套信息和所在位置信息，便于多个定位鞋套在同一定位系统中同时使用。

实施例二

本实施例描述一种定位系统，其结构如图5所示；包括实施例一所述的自供电式定位鞋套，还包括终端设备和若干用于嵌设在非金属地板中的RFID标签二。RFID标签二与RFID读卡器一信号连接；终端设备与无线通信模块信号连接；终端设备带有人机交互界面。

在非金属地板的不同区域中分别嵌设RFID标签二，终端设备中记录有各个RFID标签二所代表的位置。压电供电模块在用户行走过程中产生电能，从而使储电模块充电储存电能为控制模块、RFID读卡器一和无线通信模块供电；可实现自行供电，便于用户使用，可避免因电量不足而导致定位失效的情况；储电模块可保存电能，提高电路运行的可靠性和稳定性。定位鞋套中，RFID读卡器一读取距离最近的RFID标签二信息并将该信息传送到控制模块进行处理，之后通过无线通信模块传送到终端设备，终端设备通过读取到的RFID标签二信息查找到相应的位置信息，从而确定穿着该鞋套的用户所在位置以实现定位功能。

优选地，终端设备带有RFID读卡器二；RFID读卡器二与终端设备信号连接；RFID读卡器二还与RFID标签二信号连接。该设计的好处是，便于各个RFID标签一和RFID标签二的信息录入，进一步提高使用的便捷程度。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。