一种多模定位基站及其控制方法与流程

本发明涉及基站定位技术，特别涉及一种用于进行室内定位的多模定位基站。

背景技术：

目前用于室内定位的射频信号主要包括wi-fi信号，蓝牙信号（如苹果的ibeacon），超宽带信号（ultrawideband）和无线通信信号(如lte和5g信号)。这些信号的主要用途是无线通信，不是定位。因而在定位领域都把他们称为机会信号（signalofopportunity）。由于各种信号所用的频率资源和通信协议都不同，导致各系统的发射设备和接受设备的软硬件设计和实现都不相同。

为满足不同用户群的定位服务需求，我们往往需要在同一场地布设不同的无线发射设备（如同时布设wi-fi，蓝牙，超宽带基站）。如在医院的环境里，我们一方面要为医生和护士提供基于智能手机的定位方案，另一方面又要为病人提供基于低功耗蓝牙的手环定位方案和为跟踪医疗设备提供基于uwb标签的高精度定位方案。如果一个定位系统在相同的环境里要支持多种定位方案以满足不同用户群体的需求，我们要安装不同类型的基站，这就给设备投资、现场施工和后续的系统运营维护增加成本和带来很大的困难（特别是现场施工）。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够可满足不同终端设备、不同精度要求场景的定位需求的定位基站。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种多模定位基站，其包括：ble定位模块，所述ble定位模块用于通过低功耗无线蓝牙定位技术对外接设备进行室内定位；uwb定位模块，所述uwb定位模块用于采用超宽带定位技术对外接设备进行室内定位；wi-fi定位模块，所述wi-fi定位模块用于采用wi-fi定位技术为外接设备进行室内定位；主控制器，所述主控制器与所述ble定位模块、uwb定位模块及wi-fi定位模块，所述主控制器用于根据基站使用环境及用户量多少控制ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块的工作状态；电源管理模块，所述电源管理模块与所述ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块、主控制器连接。

优选的，该多模定位基站上设有usb接口、poe接口或can接口。

优选的，所述主控制器采用arm处理器、dsp处理器或fpga处理器。

优选的，所述ble定位模块、wi-fi定位模块共用前端射频单元。

优选的，所述电源管理模块包括自保护单元。

优选的，还包括一抗差处理单元，所述抗差处理单元用于将不同定位模块采集的数据进行抗差处理。

优选的，还包括一自主感应单元，所述自主感应单元用于将不同定位模块采集的数据判断基站所处的环境并判断用户量。

本专利还公开了一种多模定位基站的控制方法，其包括如下步骤：首先通过主控制器每间隔一段时间启动ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块工作的自主感应功能，通过ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块自主感应所处环境中外接设备的类型及数量；

根据ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块反馈的信息，控制ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块的工作状态及输出功率，使其与现场环境的外接设备情况相匹配。

优选的，当一个外接设备具有多种定位方式时，可通过不同的定位模块分别对该外接设备进行定位，并通过抗差处理方式对该外接设备进行最终定位。

如上所述，本发明具有以下有益效果：该多模定位基站集成有ble定位模块、uwb定位模块及wi-fi定位模块，这样对于不同类型的外接设备就可通过相应的定位模块进行定位，可同时满足多用户、异终端、大空间、高精度和抗干扰等指标要求。该多模定位基站多频多模容错性更高，当其中一个频段受到环境干扰时，其他频段可继续使用；多频多模增加观测的多样性，更能反应环境特征，可做抗差处理，提升精度和稳定性。通过自主感知工作环境与负载强度，调整各单元工作功率，平衡性能与功耗，提升使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例的系统结构示意图。

图2为本发明实施例的使用状态示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1、2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供了一种多模定位基站，其包括：ble定位模块1、wi-fi定位模块2、uwb定位模块3、主控制器4、i/o接口5及电源管理模块6。ble定位模块1用于通过低功耗无线蓝牙定位技术对外接设备进行室内定位；uwb定位模块用于采用超宽带定位技术对外接设备进行室内定位；wi-fi定位模块用于采用wi-fi定位技术为外接设备进行室内定位。上述三种定位技术均为目前成熟的定位技术，故在此不再详细描述。ble定位模块1、wi-fi定位模块2、uwb定位模块3均可独立工作，分别与对应兼容的设备进行数据交互，提供定位服务。作为一种优选实施方式，ble定位模块1、wi-fi定位模块2可共用前端射频单元（包括天线）。

主控制器5与ble定位模块1、uwb定位模块3及wi-fi定位模块2连接，主控制器5用于根据基站使用环境及用户量多少控制ble定位模块1、uwb定位模块3、wi-fi定位模块2的工作状态。主控制器5可采用arm、dsp或fpga等不同处理器类型均可有效工作，通过主控制器5可获取各定位模块的数据和状态等信息，根据当前用户数量、环境等自动控制单一或多个定位模块的工作状态，以满足性能要求和降低功耗。

电源管理模块6与ble定位模块1、uwb定位模块3、wi-fi定位模块2、主控制器5连接。通过电源管理模块6给其他各模块提供电压，且电源管理模块6本身具有自保护单元，这样当出现过流、过载等情况时，电源管理模块6会启动自保护功能，保护其他各模块安全。

该多模定位基站上还设有i/o接口，i/o接口可以为usb接口、poe接口或can接口。通过上述i/o接口，保证服务数据和工作状态等信息高效稳定地传输至管理服务器（若有），或通过接口接收发给基站的配置或控制信息。

如图2所示，该多模定位基站可固定于天花板、侧墙或立柱等地方，工作时，可服务于不同类型的客户端，包括但不限于智能手机、uwb终端、ble终端、wi-fi终端等。该多模定位基站在工作时，首先通过主控制器每间隔一段时间启动ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块工作，通过ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块自主感应所处环境中外接设备的类型及数量；然后由主控制器5根据ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块反馈的信息，控制ble定位模块、uwb定位模块、wi-fi定位模块的工作状态及输出功率，使各定位模块的工作状态及功率与现场环境的外接设备情况相匹配。

当一个外接设备具有多种定位方式时，可通过不同的定位模块分别对该外接设备进行定位，并通过抗差处理方式对该外接设备进行最终定位，采用这种方式能实现更加精确的定位。

相对于普通的单一功能的定位基站，该定位基站具有如下优点：

1）抗干扰：该基站多频多模容错性更高，当其中一个频段受到环境干扰时，其他频段可继续使用；

2）高精度：该基站多频多模增加观测的多样性，更能反应环境特征，可做抗差处理，提升精度和稳定性。

3）低功耗：该基站可自主感知工作环境与负载强度，调整各单元工作功率，平衡性能与功耗，提升使用寿命。

该多模定位基站集成有ble定位模块、uwb定位模块及wi-fi定位模块，这样对于不同类型的外接设备就可通过相应的定位模块进行定位，可同时满足多用户、异终端、大空间、高精度和抗干扰等指标要求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。