就近服务定位装置的制作方法

本发明属于定位搜索技术，尤其涉及就近服务定位装置。

背景技术：

射频识别定位技术和ZigBee定位技术都需要专门的定位设备才能定位，难以集成到现有的智能终端里。而现在很多智能终端都集成了WiFi和蓝牙模块，通过采集WiFi信标节点信息和蓝牙信标节点信息就可实现室内定位。

为了解决上述技术问题，中国专利CN204681599U提供了一种室内定位装置，该装置利用室内现有的WiFi热点资源，WiFi信号基本已覆盖楼层各个区域，再根据蓝牙信号强度分布特性，在楼层部署若干蓝牙信标节点。WiFi热点资源、WiFi路由器和蓝牙信标节点共同构成了信标节点网络。移动定位终端采集和整理WiFi信标节点信息和蓝牙信标节点信息，并提供两种定位模式使装置可以迅速的处理来自用户的定位请求，提供了良好的并发访问应答机制，服务器子装置可以查询用户平面层地图，并匹配电子地图获取其终端所在位置的实时定位信息。为用户提供方便、满足精准的定位需求。

然而上述定位方法需要使用移动定位终端，而移动定位终端内的射频天线成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种带有制作成本低的移动定位终端的就近服务定位装置。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：就近服务定位装置，包括信标节点网络、移动定位终端和服务器子装置三部分，其中信标节点网络又由若干个蓝牙信标节点网络和WiFi信标节点网络构成；WiFi信标节点网络由若干全向吸顶天线构成，蓝牙信标节点网络由部署的若干iBeacons蓝牙节点构成；移动定位终端包括射频模块、模拟基带、数字基带处理器、蓝牙模块、WiFi模块、嵌入式处理器、SD卡和触摸屏；其中射频模块、模拟基带、数字基带处理器共同构成终端的移动通信信号处理单元，WiFi模块和蓝牙模块通过串口及SPI接口与嵌入式处理器进行定位信号检测信息的交互通信；服务器子装置的组成包括网关、主控服务器、融合定位服务器、Web服务器；主控服务器由通信模块服务器端和融合定位参数数据库组成；融合定位服务器由融合定位算法模块和地图数据库组成；Web服务器由Web数据库模块、室内地图服务模块、管理员控制端模块和用户访问服务模块组成；其中所述射频模块包括射频天线，一种射频天线，其包含一基体及一天线辐射体，基体的下表面是具有一接地平面，天线辐射体是设置于基体的上表面，上述天线辐射体包含至少二辐射金属线，这些辐射金属线其中的一辐射金属线是具有一延伸部，此延伸部是朝接地平面的对应方向延伸。

上述天线辐射体分别由二或多个不同长度的辐射金属线所构成，并在基体上采用50Ω微带馈入线馈入，本发明是具有较低的天线高度，其突出高度低于操作频率波长的0.04倍，且适用于操作手机多频带(GSM/DCS/PCS/UMTS)。本发明在天线体积有受限制的条件下希望可以增加路径长度，可以使用向接地面延伸路径的设计手法达到所需，从而达到有效利用材料降低成本的目的。

附图说明

图1为本发明的射频天线的第一实施例的示意图

图2为本发明的射频天线的第二实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

本发明就近服务定位装置主要包括信标节点网络、移动定位终端和服务器子装置。该装置充分利用室内现有的WiFi热点资源，WiFi信号基本已覆盖楼层各个区域，每10米就有一个WiFi热点，再根据蓝牙信号强度分布特性，每20米部署一个蓝牙信标节点。另外WiFi路由器负责与移动定位终端进行双向通信。WiFi热点资源、WiFi路由器和蓝牙信标节点共同构成了信标节点网络。移动定位终端采集周边WiFi信标节点信息，包括WiFi信号强度信息、WiFi信标节点物理地址、WiFi坐标信息和蓝牙信标节点信息，包括蓝牙信号强度信息、蓝牙信标节点物理地址、蓝牙坐标信息。移动定位终端根据采集到的WiFi信号强度值RSSI和蓝牙信号强度值RSSI完成对周围WiFi节点和蓝牙节点的排序，然后通过终端自带的定位算法进行自主定位，也可以将选取的WiFi信标节点信息、蓝牙信标节点信息发送到服务器端进行网络定位。

本发明为一种就近服务定位装置，该定位装置主要由信标节点网络、移动定位终端和服务器子装置三部分构成。其中信标节点网络又由若干个蓝牙信标节点网络和WiFi信标节点网络构成。WiFi信标节点网络利用室内已有的WiFi热点资源，主要由若干全向吸顶天线构成，蓝牙信标节点网络由部署的若干iBeacons蓝牙节点构成。移动定位终端通过内部的WiFi模块和蓝牙模块的天线分别接收WiFi信标信号和蓝牙信标信号，并对接收到的WiFi信号和蓝牙信号进行信号强度检测及信号处理后，分别通过两种方式发送给服务器子装置，一种方式为经由3G、4G移动通信网络网络，另一种方式是通过WiFi网络及对应的路由接入INTERNET到达服务器子装置。服务器子装置经由移动通信网络或INTERNET网路接收到终端的定位请求后，完成对终端的定位计算、地图匹配以及参数传输，并通过3G、4G网络或者WiFi网络将定位结果传输回移动定位终端。最后移动定位终端匹配室内电子地图显示出用户所在位置。

本发明基于WiFi信号和蓝牙信号室内融合定位装置中的移动定位终端主要由射频模块、模拟基带、数字基带处理器、蓝牙模块、WiFi模块、嵌入式处理器、SD卡和触摸屏等模块构成。其中射频模块、模拟基带、数字基带处理器共同构成终端的移动通信信号处理单元，根据无线接口协议标准，实现语音和数据通信的功能。用来接收及发送移动通信信号，与移动网络进行信令交互，为基于移动定位终端的自主定位模式提供定位特征参数，并交互返回定位结果。WiFi模块和蓝牙模块通过串口及SPI接口与嵌入式处理器进行定位信号检测信息的交互通信。移动定位终端的WiFi模块用来接收及发送WiFi信标节点定位信号，与WiFi网络进行通信，为基于网络侧定位模式提供定位特征参数，并交互返回定位结果。蓝牙模块用来接收蓝牙定位信号。终端触摸屏是实现人机交互的重要组成部分，处理器通过直接GPIO控制触摸屏的显示和键盘响应，用户可以通过触摸屏选择定位模式，最后通过LCD屏幕显示出用户所在位置。终端可在SD卡中存储定位参数特征数据库，嵌入式处理器可负责管理定位特征数据及完成融合定位匹配运算并实现终端定位。

主控服务器通过网关与移动定位终端进行双向通信传输，接收终端发送的定位请求和数据帧信息，并将数据帧信息存储到定位参数数据库和发送到融合定位服务器。融合定位服务器经过融合定位计算后将定位结果返回主控服务器，主控服务器一方面将定位结果通过网关发送回移动定位终端，另一方面传输给Web服务器。Web服务器根据定位参数和计算出的定位结果在配置的电子地图上显示出当前用户的位置。另外用户客户端可在Web服务器查询移动定位终端所在平面层地图并对终端进行实时跟踪。

本发明一种基于WiFi信号和蓝牙信号室内融合定位装置的服务器子装置的组成包括网关、主控服务器、融合定位服务器、Web服务器。主控服务器、融合定位服务器、Web服务器之间的数据交互和通信均是基于INTERNET网络的TCP/IP协议进行访问和传输。网关即移动通信核心网路由器及防火墙，通过网关将定位数据及回传结果接入主控服务器。主控服务器由通信模块服务器端和融合定位参数数据库组成。通信模块服务器端负责响应终端发起的定位请求并完成与终端的信息交互，融合定位参数数据库通过TCP/IP协议访问并传输融合定位服务器的定位结果。融合定位服务器由融合定位算法模块和地图数据库组成。其中地图数据库模块提供实时的地图信息，融合定位算法模块完成终端的位置计算。Web服务器由Web数据库模块、室内地图服务模块、管理员控制端模块和用户访问服务模块组成。其中Web数据库模块和室内地图服务模块通过TCP/IP协议访问并传输融合定位服务器的定位结果和地图数据。管理员正常登录后，可通过管理员控制端模块完成日常维护工作，包括用户管理和终端管理。用户正常登录后，通过用户访问服务模块进行用户资料维护，终端信息设置和位置查询操作。Web服务器提供多用户并发访问应答机制，可迅速处理多用户同时发出的定位请求，而不发送冲突。

本装置提供基于WiFi与蓝牙的室内无缝融合定位算法。根据无线信号传播模型，将WiFi信号和蓝牙信号的RSSI测量值转化成信标节点到终端的距离值，结合信号节点和终端坐标信息可列出观测方程组，用泰勒级数展开法将观测方程组线性化，利用最小二乘法可得到目标位置估计值，这是第一次数据融合。然后将WiFi和蓝牙定位的位置估计值和误差估值，用残差加权算法进行融合，这是第二次数据融合。最后将WiFi和蓝牙分别定位的结果和残差加权融合定位的结果进行贝叶斯融合处理，三次融合定位处理后可得到最佳的位置估计值。

根据室内已有的WiFi热点资源，每10米就有一个WiFi信标节点，根据楼层室内蓝牙信号分布特性，每20米部署一个iBeacons蓝牙信标节点，实现室内区域定位信号的无缝覆盖。移动定位终端安装完定位应用程序后，打开终端的WiFi、蓝牙开关和定位软件，定位应用程序中的采集模块开始扫描周边的WiFi信标节点和蓝牙信标节点信息，每10ms采集一次，2s采集到信标节点的200个RSSI值，对这200个RSSI值取几何平均值，当这个平均值大于设定的RSSI阀值时，则将这信标节点的200个RSSI值、位置坐标等信息保存入库。终端选取周边四个信号强度最强的WiFi信标节点和四个信号强度最强的蓝牙信标节点。定位应用程序提供两种定位模式，一种是基于网络侧定位模式，另一种是基于移动定位终端的自主定位模式。当用户选择自主定位模式后，发送自主定位请求，终端将收集到的WiFi信标节点信息和蓝牙信标节点信息进行高斯滤波处理，选择出较优良的RSSI值，根据融合定位算法计算出定位结果，最后在终端匹配电子地图显示出用户的位置，用户也可根据配置的电子地图在陌生室内环境下进行导航。另外自主定位模式可以为VIP用户推送周边商铺的商品优惠信息或者身边好玩的旅游景点信息。

当用户选择网络侧定位模式后，发送网络定位请求给服务器端，服务器响应定位请求并且接收终端采集的WiFi信标节点信息和蓝牙信标节点信息，服务器端经过对信标节点信息预处理后，进行融合定位计算，将最终定位结果发送回终端，终端就能够显示出用户在室内所在的位置了，另外服务器端支持多用户位置查询，能够显示出用户在电子地图上的所在位置。

服务器端提供查询移动定位终端所在室内的位置，并能够查询各个楼层的平面地图，只要用户没关闭定位软件，还可以在服务器中显示出用户的行走轨迹。

图1为本发明的射频天线的第一实施例外观示意图。图1中，射频天线包含一基体11及一天线辐射体12，此基体11的下表面是具有一接地平面14，此接地平面14是可为一金属平面，其中天线辐射体12是设置于基体11的上表面，天线辐射体12包含一第一辐射金属线121及一第二辐射金属线122，此第一辐射金属线121及第二辐射金属线122是各具有一弯曲路径。第一辐射金属线121是具有一延伸部1211，此延伸部1211是于基体11的上表面延伸，且此延伸部1211是朝接地平面14的对应方向延伸。其中，上述的基体11为一规格为FR4的印刷电路板。接地平面14为一金属接地面。上述天线辐射体12更包含一微带馈入线13以传输一讯号，此微带馈入线13是设置于基体11上，微带馈入线13是采用50Ω微带馈入线。本发明是具有较低的天线高度，其突出高度低于操作频率波长的0.04倍，且适用于操作手机多频带(GSM/DCS/PCS/UMTS)。举例而言，当需要设计低频部份的波长所须较长(意即辐射金属线所须路径较远)的天线，则可使用本发明所提出的射频天线以得到低频部份波长较长的天线，且本发明的射频天线的接地平面14亦需对于向下延伸的延伸部1211的长度作出最佳调整以符合所需。本发明在天线体积有受限制的条件下希望可以增加路径长度，可以使用向接地面延伸路径的设计达到所需。本发明仅需将第一辐射金属线121的路径朝接地平面14的方向延伸即可达到良好的效果，而不需要繁杂的制程步骤，故可大大降低成本，且本发明的天线突出部份较低，其突出高度低于操作频率波长的0.04倍，适用于操作手机多频带，可达到良好的产业利用，且可达到缩小天线体积的效果。

上述本发明所提出的射频天线是适用于GSM900/DCS/PCS/UMTS/Bluetooth/WLAN/UWB等讯号频段，且其天线类型是适用于平面天线(Planar antenna)、平面倒F天线(PIFA)等天线。射频天线是利用HFSS或IE3D等电磁仿真软件仿真验证上述射频天线的S参数、场形及增益。

图2中，射频天线包含一基体21及一天线辐射体22，基体21的下表面包含一接地平面24，接地平面24为一金属接地面，天线辐射体22是设置于基体21上，天线辐射体22是由一第一辐射金属线221、一第二辐射金属线222及一第三辐射金属线223组成，这些辐射金属线是各具有一弯曲路径。本发明是于基体21的上表面延伸第三辐射金属线223具有一延伸部2231，此延伸部2231是朝接地平面24的对应方向延伸。上述天线辐射体12更包含一微带馈入线23以传输讯号，此微带馈入线23是采用50Ω微带馈入线馈入。本发明是具有较低的天线高度，其突出高度低于操作频率波长的0.04倍，且适用于操作手机多频带(GSM/DCS/PCS/UMTS)。举例而言，在天线设计的领域中，当天线的某一频带有所不足而必须增加其共振长度或欲嵌入一新的辐射金属线，但限于有限空间而无法嵌入辐射金属线的情况中，可利用本发明所提出的延长辐射金属线的结构以解决空间不足的问题，本发明在天线体积有受限制的条件下可增加路径长度，意即本发明仅需将辐射金属线朝接地平面24的对应方向延伸即可达到良好的效果，而不需要繁杂的制程步骤，故可大大降低成本，且本发明的天线突出部份较低，可其突出高度低于操作频率波长的0.04倍，适用于操作手机多频带，可达到良好的产业利用，且可达到缩小天线体积的效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，如SD卡的储存空间在4GB到64GB之间变化。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。