基于定向Wi?Fi的无线定位系统的制作方法
专利名称:基于定向Wi?Fi的无线定位系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于定向Wi?Fi的定位系统，该系统将两个带有旋转定向天线的Wi?Fi AP放置在定位区域的两侧用来发射无线信号。客户机在定位区域进行移动，同时接收来自定向AP的无线信号，再把与信号相关的数据提供给计算装置。计算装置对这些数据进行分析处理，计算出客户机的位置并将其位置信息返回给客户机，从而对客户机进行实时定位跟踪。该系统可随时、随地进行现场布设，而不需要事先进入现场或室内进行施工。而且避免了大规模的前期数据采集工作，满足了应急场合的即时性需求。
【专利说明】
基于定向W 1-FI的无线定位系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及无线定位系统，尤其涉及基于定向W1-Fi的无线定位系统。
【背景技术】
[0002]在很多应急的室内场合，例如火灾现场，都需要一种能及时布设、相对安全且方便使用的人员跟踪定位系统。现有的定位方法和系统在应急场合中均存在各自的局限性。例如，基于卫星通信的GPS定位系统需要与卫星保持视线可视的条件，在室内或建筑物环境中无法定位。基于移动基站的定位系统依赖于移动通信基础设施，其定位精度取决于基站塔台的分布密度，目前还无法满足室内房间级别的定位精度要求。采用红外线和超声波的定位方式易受现场中建筑物介质的遮挡。基于蓝牙的定位方式可探测的距离较近，也容易受介质遮挡。而且，红外、超声波以及蓝牙定位方式都需要不同程度在室内布设相应的环境硬件设施，无法满足及时布设的需求。相对而言，基于W1-Fi的定位方式比较适合室内场合。
[0003]但是现有的W1-Fi定位系统，如参考文献I中所述技术方案(参考文献I: Q.Yang，
S.J.Pan ,and V.W.Zheng，Estimating locat1n using W1-Fi, IEEE IntelligentSystems,vol.23,n0.1，pp.8_13，2008.)，基本上都是采用基于机器学习的方法，通常分为两个阶段:离线训练阶段和在线定位阶段。在离线训练阶段采集所需定位区域中各参考节点(Reference Point，RP)的信号特征参数(也可以称为指纹信息)，其中一组指纹信息对应一个特定的位置，由此形成位置指纹数据库。在线定位阶段利用接收机测定接收信号的参数，采用匹配算法与指纹数据库中的数据相匹配，估计用户的实际位置。可见，此类系统都需要在第一阶段事先采集大量训练数据，形成训练数据库，进而获得定位模型。因此，现有的W1-Fi定位方法系统无法满足应急的室内场合环境中的及时布设、方便使用等即时性需求。
【实用新型内容】
[0004]因此，本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于定向W1-Fi的无线定位系统，能及时布设、方便使用并且相对安全。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种基于定向W1-Fi的无线定位系统，该系统包括:
[0007 ]放置在定位区域两侧的两个定向W1-F i访问接入点设备，所述定向W1-Fi访问接入点设备由W 1- F i访问接入点设备、定向接收天线和旋转台构成，所述两个定向W 1- F i访问接入点设备在工作时处于不停的旋转状态，并发射信号，所述定向接收天线为双极性天线；
[0008]客户机，包含W1-Fi电路模块、W1-Fi强度检测模块，并通过所述W1-Fi电路模块接收来自两个定向W1-Fi访问接入点设备的无线信号，该无线信号传输给W1-Fi强度检测模块，检测信号强度，并发送给计算装置；
[0009]计算装置，所述计算装置包括存储装置和计算模块。
[0010]优选地，所述定向接收天线包括振子、副馈线和主馈线，所述振子包括水平振子、倾斜振子和垂直振子，所述主馈线通过副馈线分别和水平振子、倾斜振子、垂直振子相连。[0011 ]优选地，所述水平振子和垂直振子均由两个微带天线通过水平放置和垂直放置构成，所述倾斜振子由两个微带天线倾斜45°形成;所述主馈线通过功分器分别通过两根副馈线与水平放置、垂直放置、45°倾斜放置的微带天线连接。
[0012]优选地，所述W1-Fi强度检测模块包括MCU、无线信号场强检测电路模块、高频增益电路模块、放大电路模块，无线信号场强检测电路模块在接收到无线场强信号后，传输给MCU，MCU根据场强信号输出控制信号，并将控制信号传输给高频增益电路模块，所述高频增益电路模块与放大电路模块连接，并将经过高频增益电路模块处理的该控制信号传输给放大电路模块，经放大后与经MCU处理后的无线信号场强数据一同发送给计算装置。
[0013]优选地，所述M⑶选用M30620型单片机。
[0014]优选地，所述计算装置设置于位于定位区域以外的服务器上；
[0015]所述两个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器采用WLAN方式连接，所述客户机通过其中一个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器进行通信;所述两个定向W1-Fi访问接入点设备中的至少一个与服务器之间采用双向通信连接。
[0016]优选地，所述旋转台连接有旋转电机，及与旋转电机电性连接的控制器，控制旋转电机的旋转速度；
[0017]所述旋转台设置有角度记录电路，记录旋转台的旋转角度，并发送给计算装置。
[0018]优选地，其中所述客户机为具有W1-Fi通信功能的移动终端设备。
[0019]优选地，所述计算模块根据这些信号强度信息来找出最大信号强度对应的时刻t，并确定t所对应的当时的客户机与两个定向W1-Fi访问接入点设备之间的角度，以及基于客户机与两个定向W1-Fi访问接入点设备之间的角度和两个定向W1-Fi访问接入点设备之间距离，计算出客户机所在位置。
[0020]优选地，所述角度以两个定向W1-Fi访问接入点设备之间的连线方向为零刻度方向。
[0021]该系统仅需要一台服务器，一个客户端以及2个定向W1-Fi AP即可，因此，可随时、随地进行现场布设，而不需要事先进入现场或室内进行施工。同时，避免了大规模的前期数据采集工作，满足了应急场合的即时性需求。此外，不仅成本较低，而且不受遮挡限制，例如温度，湿度，障碍物等等都不会影响到定位精度，对建筑物内部的移动人员也可进行跟踪定位。
【附图说明】
[0022]以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中:
[0023]图1为根据本实用新型实施例的基于定向W1-Fi的定位系统结构示意图；
[0024]图2为根据本实用新型实施例的基于定向W1-Fi的定位系统工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]图1示出了根据本实用新型实施例的基于定向W1-Fi的定位系统的结构示意图。该系统包括客户机、计算装置以及两个定向W1-Fi访问接入点设备。定向W1-Fi访问接入点设备也可简称为定向W1-Fi AP(Access point)。在本实施例中，定向W1-Fi AP由普通的W1-Fi访问接入点设备加上可旋转的定向接收天线组成。在该定位系统中，两个带有旋转定向天线的W1-Fi AP被放置在定位区域的两侧用来发射无线信号，例如在建筑物外的两侧。客户机在定位区域进行移动，同时接收来自定向AP的无线信号，再把与信号相关的数据提供给计算装置。计算装置用于对这些数据进行分析处理，计算出客户机的位置并将其位置信息返回给客户机，从而对客户机进行实时定位跟踪。计算装置可以位于在客户机上或由客户机来提供计算装置的功能。
[0027I具体来说，该系统包括:
[0028]放置在定位区域两侧的两个定向W1-F i访问接入点设备，所述定向W1-Fi访问接入点设备由W 1- F i访问接入点设备、定向接收天线和旋转台构成，所述两个定向W 1- F i访问接入点设备在工作时处于不停的旋转状态，并发射信号，所述定向接收天线为双极性天线；
[0029]客户机，包含W1-Fi电路模块、W1-Fi强度检测模块，并通过所述W1-Fi电路模块接收来自两个定向W1-Fi访问接入点设备的无线信号，该无线信号传输给W1-Fi强度检测模块，检测信号强度，并发送给计算装置；
[0030]计算装置，所述计算装置包括存储装置和计算模块。
[0031]在一个具体的实施方式中，在终端上，为更加精确地获取到两个AP的精确位置以及角度信息，可对该终端上的W1-Fi强度检测模块采用如下的设置方式:该模块包括MCU、无线信号场强检测电路模块、高频增益电路模块、放大电路模块，无线信号场强检测电路模块在接收到无线场强信号后，传输给MCU，MCU根据场强信号输出控制信号，并将控制信号传输给高频增益电路模块，所述高频增益电路模块与放大电路模块连接，并将经过高频增益电路模块处理的该控制信号传输给放大电路模块，经放大后与经MCU处理后的无线信号场强数据一同发送给计算装置。该控制信号可以控制计算模块记录发生变化的场强信号，即在变化超过一定阈值时，触发计算装置记录当时时刻的场强信号，从而为判断天线方向提供数据依据。
[0032]在一个具体的实施例中，所述MCU选用M30620型单片机，当然，也可以采用其他型号或其他系列的单片机。
[0033]在一个具体的实施方式中，计算装置也可以位于单独的服务器上或者由单独的服务器来充当计算装置，这样可以保证计算效率。如图1所示，AP与服务器采用WLAN方式连接，客户机通过其中一个AP与服务器进行通信(基于WLAN通信协议)，同时，客户机采集所有AP的信号强度并且将采集到的两个AP的信号强度的信息发送给服务器。客户机与服务器之间通信是双向的，其中一个AP与服务器是双向，例如为客户机提供连接服务器的通道，另外一个AP可以是单向，例如仅仅只需发送无线信号即可。而AP之间的距离是根据实际的现场场景来设定的。也就是说在将这两个AP放置在定位区域的两侧之后，通过测量获得。AP上的旋转定向天线的旋转速度可以由旋转云台来控制实现。两个旋转天线的速度可以相同，也可以不同。在一具体的实施方式中，该旋转台可以连接一旋转电机，以带动该旋转台，该旋转电机可以连接一控制电路以及角度记录电路，用于控制电机的转动速度，并记录旋转台的旋转角度，该旋转角度可以是以360度为最大值的。
[0034]继续参考图1，更具体地，所述客户机可以是具有W1-Fi通信功能的各种移动终端设备(下文中简称为移动终端或终端)，例如手机等。所述服务器例如可以由具有普通的PC机功能的计算机来充当。可以是由服务器或在服务器上运行的计算装置来根据来自客户机的数据，计算出客户机的位置。计算装置可以设置为包含一计算模块和存储电路或存储模块，以完成计算及数据的交互传输，该计算模块可以是(PU芯片等电路实现。
[0035]可旋转定向AP主要由三部分组成:无线接入设备W1-FiAP、定向天线以及旋转台。定向天线控制W1-Fi AP发射信号的方向，旋转台带动天线旋转。而这些单元部件都比较常见，并且价格非常便宜，另外架设起来也很方便。之所以采用旋转台带动天线旋转是为了更好的得到角度信息。
[0036]其中，在一个具体的实施方式中，为更加精确地进行定位，该定向天线可以采用如下设计方式实现:所述定向接收天线包括振子、副馈线和主馈线，所述振子包括水平振子、倾斜振子和垂直振子，所述主馈线通过副馈线分别和水平振子、倾斜振子、垂直振子相连。
[0037]为便于更加精确地获取天线信号及角度，所述水平振子和垂直振子均由两个微带天线通过水平放置和垂直放置构成，所述倾斜振子由两个微带天线倾斜45°形成;所述主馈线通过功分器分别通过两根副馈线与水平放置、垂直放置、45°倾斜放置的微带天线连接。
[0038]图2给出了根据本实用新型实施例的定位系统的工作流程图。其中，被放置在定位区域外的两侧的两个定向AP不停地旋转并发射信号;在定位区域的移动终端接收来自两个定向AP的信号，记录所接收的信号的信号强度，并将所记录的信息提供给服务器;服务器根据这些信号强度信息来找出最大信号强度对应的时刻t，并根据t计算当时的移动终端与两AP之间的角度关系，并最终计算出移动终端所在位置。
[0039]综上所述，与现有技术相比，本实用新型实施例中的定位系统简单易行。只需要一台服务器，一个客户机以及2个定向W1-Fi AP即可，因此可以随时、随地的进行现场布设，而不需要事先进入现场或室内进行施工。同时，该系统避免了大规模的前期数据采集工作，满足了应急场合即时性需求，而且不受遮挡限制，可以对建筑物内部的移动人员进行跟踪定位。
[0040]虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
【主权项】
1.一种基于定向W1-Fi的无线定位系统，其特征在于，该系统包括: 放置在定位区域两侧的两个定向W1-F i访问接入点设备，所述定向W1-F i访问接入点设备由W 1- F i访问接入点设备、定向接收天线和旋转台构成，所述两个定向W 1-F i访问接入点设备在工作时处于不停的旋转状态，并发射信号，所述定向接收天线为双极性天线； 所述旋转台连接有旋转电机，及与旋转电机电性连接的控制器，控制旋转电机的旋转速度； 所述旋转台设置有角度记录电路，记录旋转台的旋转角度，并发送给计算装置； 客户机，包含W1-Fi电路模块、W1-Fi强度检测模块，并通过所述W1-Fi电路模块接收来自两个定向W1-Fi访问接入点设备的无线信号，该无线信号传输给W1-Fi强度检测模块，检测信号强度，并发送给计算装置； 计算装置，所述计算装置包括存储装置和计算模块。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述定向接收天线包括振子、副馈线和主馈线，所述振子包括水平振子、倾斜振子和垂直振子，所述主馈线通过副馈线分别和水平振子、倾斜振子、垂直振子相连。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于:所述水平振子和垂直振子均由两个微带天线通过水平放置和垂直放置构成，所述倾斜振子由两个微带天线倾斜45°形成;所述主馈线通过功分器分别通过两根副馈线与水平放置、垂直放置、45°倾斜放置的微带天线连接。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述W1-Fi强度检测模块包括MCU、无线信号场强检测电路模块、高频增益电路模块、放大电路模块，无线信号场强检测电路模块在接收到无线场强信号后，传输给MCU，MCU根据场强信号输出控制信号，并将控制信号传输给高频增益电路模块，所述高频增益电路模块与放大电路模块连接，并将经过高频增益电路模块处理的该控制信号传输给放大电路模块，经放大后与经MCU处理后的无线信号场强数据一同发送给计算装置。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于:所述MCU选用M30620型单片机。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述计算装置设置于位于定位区域以外的服务器上； 所述两个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器采用WLAN方式连接，所述客户机通过其中一个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器进行通信;所述两个定向W1-Fi访问接入点设备中的至少一个与服务器之间采用双向通信连接。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:其中所述客户机为具有W1-Fi通信功能的移动终端设备。
【文档编号】H04W4/02GK205693895SQ201620341522
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年4月21日 公开号201620341522.2, CN 201620341522, CN 205693895 U, CN 205693895U, CN-U-205693895, CN201620341522, CN201620341522.2, CN205693895 U, CN205693895U
【发明人】刘军发, 陈益强
【申请人】中科劲点（北京）科技有限公司
【专利摘要】本实用新型提供一种基于定向Wi?Fi的定位系统，该系统将两个带有旋转定向天线的Wi?Fi AP放置在定位区域的两侧用来发射无线信号。客户机在定位区域进行移动，同时接收来自定向AP的无线信号，再把与信号相关的数据提供给计算装置。计算装置对这些数据进行分析处理，计算出客户机的位置并将其位置信息返回给客户机，从而对客户机进行实时定位跟踪。该系统可随时、随地进行现场布设，而不需要事先进入现场或室内进行施工。而且避免了大规模的前期数据采集工作，满足了应急场合的即时性需求。
【专利说明】
基于定向W 1-FI的无线定位系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及无线定位系统，尤其涉及基于定向W1-Fi的无线定位系统。
【背景技术】
[0002]在很多应急的室内场合，例如火灾现场，都需要一种能及时布设、相对安全且方便使用的人员跟踪定位系统。现有的定位方法和系统在应急场合中均存在各自的局限性。例如，基于卫星通信的GPS定位系统需要与卫星保持视线可视的条件，在室内或建筑物环境中无法定位。基于移动基站的定位系统依赖于移动通信基础设施，其定位精度取决于基站塔台的分布密度，目前还无法满足室内房间级别的定位精度要求。采用红外线和超声波的定位方式易受现场中建筑物介质的遮挡。基于蓝牙的定位方式可探测的距离较近，也容易受介质遮挡。而且，红外、超声波以及蓝牙定位方式都需要不同程度在室内布设相应的环境硬件设施，无法满足及时布设的需求。相对而言，基于W1-Fi的定位方式比较适合室内场合。
[0003]但是现有的W1-Fi定位系统，如参考文献I中所述技术方案(参考文献I: Q.Yang，
S.J.Pan ,and V.W.Zheng，Estimating locat1n using W1-Fi, IEEE IntelligentSystems,vol.23,n0.1，pp.8_13，2008.)，基本上都是采用基于机器学习的方法，通常分为两个阶段:离线训练阶段和在线定位阶段。在离线训练阶段采集所需定位区域中各参考节点(Reference Point，RP)的信号特征参数(也可以称为指纹信息)，其中一组指纹信息对应一个特定的位置，由此形成位置指纹数据库。在线定位阶段利用接收机测定接收信号的参数，采用匹配算法与指纹数据库中的数据相匹配，估计用户的实际位置。可见，此类系统都需要在第一阶段事先采集大量训练数据，形成训练数据库，进而获得定位模型。因此，现有的W1-Fi定位方法系统无法满足应急的室内场合环境中的及时布设、方便使用等即时性需求。
【实用新型内容】
[0004]因此，本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于定向W1-Fi的无线定位系统，能及时布设、方便使用并且相对安全。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006]—种基于定向W1-Fi的无线定位系统，该系统包括:
[0007 ]放置在定位区域两侧的两个定向W1-F i访问接入点设备，所述定向W1-Fi访问接入点设备由W 1- F i访问接入点设备、定向接收天线和旋转台构成，所述两个定向W 1- F i访问接入点设备在工作时处于不停的旋转状态，并发射信号，所述定向接收天线为双极性天线；
[0008]客户机，包含W1-Fi电路模块、W1-Fi强度检测模块，并通过所述W1-Fi电路模块接收来自两个定向W1-Fi访问接入点设备的无线信号，该无线信号传输给W1-Fi强度检测模块，检测信号强度，并发送给计算装置；
[0009]计算装置，所述计算装置包括存储装置和计算模块。
[0010]优选地，所述定向接收天线包括振子、副馈线和主馈线，所述振子包括水平振子、倾斜振子和垂直振子，所述主馈线通过副馈线分别和水平振子、倾斜振子、垂直振子相连。[0011 ]优选地，所述水平振子和垂直振子均由两个微带天线通过水平放置和垂直放置构成，所述倾斜振子由两个微带天线倾斜45°形成;所述主馈线通过功分器分别通过两根副馈线与水平放置、垂直放置、45°倾斜放置的微带天线连接。
[0012]优选地，所述W1-Fi强度检测模块包括MCU、无线信号场强检测电路模块、高频增益电路模块、放大电路模块，无线信号场强检测电路模块在接收到无线场强信号后，传输给MCU，MCU根据场强信号输出控制信号，并将控制信号传输给高频增益电路模块，所述高频增益电路模块与放大电路模块连接，并将经过高频增益电路模块处理的该控制信号传输给放大电路模块，经放大后与经MCU处理后的无线信号场强数据一同发送给计算装置。
[0013]优选地，所述M⑶选用M30620型单片机。
[0014]优选地，所述计算装置设置于位于定位区域以外的服务器上；
[0015]所述两个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器采用WLAN方式连接，所述客户机通过其中一个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器进行通信;所述两个定向W1-Fi访问接入点设备中的至少一个与服务器之间采用双向通信连接。
[0016]优选地，所述旋转台连接有旋转电机，及与旋转电机电性连接的控制器，控制旋转电机的旋转速度；
[0017]所述旋转台设置有角度记录电路，记录旋转台的旋转角度，并发送给计算装置。
[0018]优选地，其中所述客户机为具有W1-Fi通信功能的移动终端设备。
[0019]优选地，所述计算模块根据这些信号强度信息来找出最大信号强度对应的时刻t，并确定t所对应的当时的客户机与两个定向W1-Fi访问接入点设备之间的角度，以及基于客户机与两个定向W1-Fi访问接入点设备之间的角度和两个定向W1-Fi访问接入点设备之间距离，计算出客户机所在位置。
[0020]优选地，所述角度以两个定向W1-Fi访问接入点设备之间的连线方向为零刻度方向。
[0021]该系统仅需要一台服务器，一个客户端以及2个定向W1-Fi AP即可，因此，可随时、随地进行现场布设，而不需要事先进入现场或室内进行施工。同时，避免了大规模的前期数据采集工作，满足了应急场合的即时性需求。此外，不仅成本较低，而且不受遮挡限制，例如温度，湿度，障碍物等等都不会影响到定位精度，对建筑物内部的移动人员也可进行跟踪定位。
【附图说明】
[0022]以下参照附图对本实用新型实施例作进一步说明，其中:
[0023]图1为根据本实用新型实施例的基于定向W1-Fi的定位系统结构示意图；
[0024]图2为根据本实用新型实施例的基于定向W1-Fi的定位系统工作流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0026]图1示出了根据本实用新型实施例的基于定向W1-Fi的定位系统的结构示意图。该系统包括客户机、计算装置以及两个定向W1-Fi访问接入点设备。定向W1-Fi访问接入点设备也可简称为定向W1-Fi AP(Access point)。在本实施例中，定向W1-Fi AP由普通的W1-Fi访问接入点设备加上可旋转的定向接收天线组成。在该定位系统中，两个带有旋转定向天线的W1-Fi AP被放置在定位区域的两侧用来发射无线信号，例如在建筑物外的两侧。客户机在定位区域进行移动，同时接收来自定向AP的无线信号，再把与信号相关的数据提供给计算装置。计算装置用于对这些数据进行分析处理，计算出客户机的位置并将其位置信息返回给客户机，从而对客户机进行实时定位跟踪。计算装置可以位于在客户机上或由客户机来提供计算装置的功能。
[0027I具体来说，该系统包括:
[0028]放置在定位区域两侧的两个定向W1-F i访问接入点设备，所述定向W1-Fi访问接入点设备由W 1- F i访问接入点设备、定向接收天线和旋转台构成，所述两个定向W 1- F i访问接入点设备在工作时处于不停的旋转状态，并发射信号，所述定向接收天线为双极性天线；
[0029]客户机，包含W1-Fi电路模块、W1-Fi强度检测模块，并通过所述W1-Fi电路模块接收来自两个定向W1-Fi访问接入点设备的无线信号，该无线信号传输给W1-Fi强度检测模块，检测信号强度，并发送给计算装置；
[0030]计算装置，所述计算装置包括存储装置和计算模块。
[0031]在一个具体的实施方式中，在终端上，为更加精确地获取到两个AP的精确位置以及角度信息，可对该终端上的W1-Fi强度检测模块采用如下的设置方式:该模块包括MCU、无线信号场强检测电路模块、高频增益电路模块、放大电路模块，无线信号场强检测电路模块在接收到无线场强信号后，传输给MCU，MCU根据场强信号输出控制信号，并将控制信号传输给高频增益电路模块，所述高频增益电路模块与放大电路模块连接，并将经过高频增益电路模块处理的该控制信号传输给放大电路模块，经放大后与经MCU处理后的无线信号场强数据一同发送给计算装置。该控制信号可以控制计算模块记录发生变化的场强信号，即在变化超过一定阈值时，触发计算装置记录当时时刻的场强信号，从而为判断天线方向提供数据依据。
[0032]在一个具体的实施例中，所述MCU选用M30620型单片机，当然，也可以采用其他型号或其他系列的单片机。
[0033]在一个具体的实施方式中，计算装置也可以位于单独的服务器上或者由单独的服务器来充当计算装置，这样可以保证计算效率。如图1所示，AP与服务器采用WLAN方式连接，客户机通过其中一个AP与服务器进行通信(基于WLAN通信协议)，同时，客户机采集所有AP的信号强度并且将采集到的两个AP的信号强度的信息发送给服务器。客户机与服务器之间通信是双向的，其中一个AP与服务器是双向，例如为客户机提供连接服务器的通道，另外一个AP可以是单向，例如仅仅只需发送无线信号即可。而AP之间的距离是根据实际的现场场景来设定的。也就是说在将这两个AP放置在定位区域的两侧之后，通过测量获得。AP上的旋转定向天线的旋转速度可以由旋转云台来控制实现。两个旋转天线的速度可以相同，也可以不同。在一具体的实施方式中，该旋转台可以连接一旋转电机，以带动该旋转台，该旋转电机可以连接一控制电路以及角度记录电路，用于控制电机的转动速度，并记录旋转台的旋转角度，该旋转角度可以是以360度为最大值的。
[0034]继续参考图1，更具体地，所述客户机可以是具有W1-Fi通信功能的各种移动终端设备(下文中简称为移动终端或终端)，例如手机等。所述服务器例如可以由具有普通的PC机功能的计算机来充当。可以是由服务器或在服务器上运行的计算装置来根据来自客户机的数据，计算出客户机的位置。计算装置可以设置为包含一计算模块和存储电路或存储模块，以完成计算及数据的交互传输，该计算模块可以是(PU芯片等电路实现。
[0035]可旋转定向AP主要由三部分组成:无线接入设备W1-FiAP、定向天线以及旋转台。定向天线控制W1-Fi AP发射信号的方向，旋转台带动天线旋转。而这些单元部件都比较常见，并且价格非常便宜，另外架设起来也很方便。之所以采用旋转台带动天线旋转是为了更好的得到角度信息。
[0036]其中，在一个具体的实施方式中，为更加精确地进行定位，该定向天线可以采用如下设计方式实现:所述定向接收天线包括振子、副馈线和主馈线，所述振子包括水平振子、倾斜振子和垂直振子，所述主馈线通过副馈线分别和水平振子、倾斜振子、垂直振子相连。
[0037]为便于更加精确地获取天线信号及角度，所述水平振子和垂直振子均由两个微带天线通过水平放置和垂直放置构成，所述倾斜振子由两个微带天线倾斜45°形成;所述主馈线通过功分器分别通过两根副馈线与水平放置、垂直放置、45°倾斜放置的微带天线连接。
[0038]图2给出了根据本实用新型实施例的定位系统的工作流程图。其中，被放置在定位区域外的两侧的两个定向AP不停地旋转并发射信号;在定位区域的移动终端接收来自两个定向AP的信号，记录所接收的信号的信号强度，并将所记录的信息提供给服务器;服务器根据这些信号强度信息来找出最大信号强度对应的时刻t，并根据t计算当时的移动终端与两AP之间的角度关系，并最终计算出移动终端所在位置。
[0039]综上所述，与现有技术相比，本实用新型实施例中的定位系统简单易行。只需要一台服务器，一个客户机以及2个定向W1-Fi AP即可，因此可以随时、随地的进行现场布设，而不需要事先进入现场或室内进行施工。同时，该系统避免了大规模的前期数据采集工作，满足了应急场合即时性需求，而且不受遮挡限制，可以对建筑物内部的移动人员进行跟踪定位。
[0040]虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
【主权项】
1.一种基于定向W1-Fi的无线定位系统，其特征在于，该系统包括: 放置在定位区域两侧的两个定向W1-F i访问接入点设备，所述定向W1-F i访问接入点设备由W 1- F i访问接入点设备、定向接收天线和旋转台构成，所述两个定向W 1-F i访问接入点设备在工作时处于不停的旋转状态，并发射信号，所述定向接收天线为双极性天线； 所述旋转台连接有旋转电机，及与旋转电机电性连接的控制器，控制旋转电机的旋转速度； 所述旋转台设置有角度记录电路，记录旋转台的旋转角度，并发送给计算装置； 客户机，包含W1-Fi电路模块、W1-Fi强度检测模块，并通过所述W1-Fi电路模块接收来自两个定向W1-Fi访问接入点设备的无线信号，该无线信号传输给W1-Fi强度检测模块，检测信号强度，并发送给计算装置； 计算装置，所述计算装置包括存储装置和计算模块。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述定向接收天线包括振子、副馈线和主馈线，所述振子包括水平振子、倾斜振子和垂直振子，所述主馈线通过副馈线分别和水平振子、倾斜振子、垂直振子相连。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于:所述水平振子和垂直振子均由两个微带天线通过水平放置和垂直放置构成，所述倾斜振子由两个微带天线倾斜45°形成;所述主馈线通过功分器分别通过两根副馈线与水平放置、垂直放置、45°倾斜放置的微带天线连接。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述W1-Fi强度检测模块包括MCU、无线信号场强检测电路模块、高频增益电路模块、放大电路模块，无线信号场强检测电路模块在接收到无线场强信号后，传输给MCU，MCU根据场强信号输出控制信号，并将控制信号传输给高频增益电路模块，所述高频增益电路模块与放大电路模块连接，并将经过高频增益电路模块处理的该控制信号传输给放大电路模块，经放大后与经MCU处理后的无线信号场强数据一同发送给计算装置。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于:所述MCU选用M30620型单片机。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述计算装置设置于位于定位区域以外的服务器上； 所述两个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器采用WLAN方式连接，所述客户机通过其中一个定向W1-Fi访问接入点设备与服务器进行通信;所述两个定向W1-Fi访问接入点设备中的至少一个与服务器之间采用双向通信连接。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:其中所述客户机为具有W1-Fi通信功能的移动终端设备。
【文档编号】H04W4/02GK205693895SQ201620341522
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年4月21日 公开号201620341522.2, CN 201620341522, CN 205693895 U, CN 205693895U, CN-U-205693895, CN201620341522, CN201620341522.2, CN205693895 U, CN205693895U
【发明人】刘军发, 陈益强
【申请人】中科劲点（北京）科技有限公司
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