一种利用多个无线讯号接收器的定位系统的制作方法

本发明涉及一种定位系统，特别涉及是指一种利用多个无线讯号接收器的定位系统。

背景技术：

在现今社会中，无线讯号传播技术发展迅速，连带利用无线讯号通讯技术的定位方法也不断发展，目前不论是物流产业或是医疗产业，都应用到定位方法知晓产品或是病患目前的位置，现有的定位方法主要通过一装设于一待定位对象上的接收装置、多个设置于一固定区域且分别位于不同位置的无线讯号发射器，及一通过一通讯网络连接该等无线讯号发射器及该接收装置的服务器来实施，该定位方法主要包含以下步骤：对于每一无线讯号发射器，该无线讯号发射器持续广播一侦测讯号，当该接收装置接收到该等无线讯号发射器的其中至少一者的侦测讯号时，该接收装置根据该至少一侦测讯号，计算出其自身相对于该等无线讯号发射器的一定位位置，并产生一相关于该定位位置的位置讯息且传送至该服务器。通过上述定位方法，可获得该待定位对象在该固定区域内的实际位置，藉此，物流业者即可通过该服务器查询储存货物目前位于仓库何处，或是医护管理业者即可通过该服务器查询医院中的病患的所在位置。

然而，现有的定位方法仍存在如下缺陷，首先，该接收装置由于需要接收该侦测讯号并计算出对应其自身的该定位位置，因此该接收装置必须能够处理相关运算，使得该接收装置所需的效能及成本居高不下，再者，现有定位方法为了达到精确定位，在该固定区域中需要架设多个无线讯号发射器，例如，在一个房间中架设多个蓝牙基地台，而该等无线讯号发射器的讯号发布范围不仅需要互相重叠，同时每一无线讯号发射器都须持续广播该侦测讯号，因此定位得精确度恐因该等无线讯号发射器彼此间讯号的干扰而受影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可节省成本，并降低讯号干扰的利用多个无线讯号接收器的定位系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：一种利用多个无线讯号接收器的定位系统，用于定位一可在一空间的一地面上移动的待定位对象，其特征在于：该定位系统包含，

一第一网关；

一移动标签，适于装设于该待定位对象上，并用于持续广播包含一唯一的标签标识符的一识别讯息；

及多个第一接收器，均透过一通讯网络与该第一网关连接，且适于设置于该空间并分别位在不同的位置，每一第一接收器用于在一可通讯范围内持续接收来自该移动标签的识别讯息，对于每一第一接收器，当该第一接收器接收到包含对应该移动标签的该标签标识符的该识别讯息时，该第一接收器根据该识别讯息，计算出该第一接收器与该移动标签间的一无线讯号强度，并传送包含对应其自身的一接收器标识符、该标签标识符及该无线讯号强度的一无线讯号信息至该第一网关；其中，该第一网关根据一当前时间区间内所接收到的来自该等第一接收器的至少一者的所有无线讯号信息，自每一曾在该当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第一接收器中选取出一第一目标接收器，并以该第一目标接收器的位置作为该待定位对象在该当前时间区间内的一第一定位位置。

作为本发明的一种改进，所述第一网关根据该当前时间区间内所接收到的来自该等第一接收器的至少一者的所有无线讯号信息，计算出在该当前时间区间内该移动标签相对于每一曾在该当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第一接收器的一讯号密度值，并根据所计算出的该等讯号密度值自每一曾在该当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第一接收器中，选取出该对应有最大的讯号密度值的第一目标接收器。

作为本发明的再一改进，所述的对于每一曾在该当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第一接收器，第一网关根据在该当前时间区间内所接收到的来自该第一接收器的无线讯号信息，计算出接收到来自该第一接收器的相关于该移动标签的所有无线讯号信息的一接收次数，及相关于该第一接收器与该移动标签间的一平均无线讯号强度，并判断该第一接收器在一先前于该当前时间区间且最接近该当前时间区间的前一个先前时间区间是否被选取为该第一目标接收器，当该第一网关判断出该第一接收器在该前一个先前时间区间被选取为该第一目标接收器时，该第一网关选取先前于该当前时间区的连续的n个先前时间区间，其中该第一接收器在该等n个先前时间区间中均被选取为该第一目标接收器，而在第n+1个先前时间区间中不被选取为该第一目标接收器，且将该第一接收器被选取为该第一目标接收器的一选取次数设定为n，当该第一网关判断出该第一接收器在该前一个先前时间区间不被选取为该第一目标接收器时，该第一网关将该第一接收器之该选取次数设定为零，而该第一网关根据该接收次数、该平均无线讯号强度，及该选取次数计算出在该当前时间区间内该移动标签相对于该第一接收器的该讯号密度值，n≧1。

作为本发明的再一改进，当n大于等于一上限值时，该第一网关还将该第一接收器的该选取次数更改为该上限值。

作为本发明的再一改进，对于每一第一接收器，该第一网关根据以下公式，计算出在该当前时间区段内该移动标签相关于该第一接收器的该讯号密度值：

result＝r*0.6+c*0.2+t*0.2

其中，result为该讯号密度值，r为该平均无线讯号强度，c为该接收次数，t为该选取次数。

作为本发明的再一改进，当该第一网关计算出多个对应有最大数值的讯号密度值时，该第一网关自对应有最大的讯号密度值的该等第一接收器中，随机选取一者作为该第一目标接收器。

作为本发明的再一改进该移动标签利用蓝牙通讯技术持续广播该识别讯息。如权利要求1所述的利用多个无线讯号接收器的定位系统，其特征在于：该定位系统还包含：多个第二接收器，适于设置于该空间并分别位在与该等第一接收器不同的位置，且每一第二接收器的位置相异，每一第二接收器用于在一可通讯范围内持续接收来自该移动标签的识别讯息，对于每一第二接收器，当该第二接收器接收到包含对应该移动标签的该标签标识符的该识别讯息时，该第二接收器根据该识别讯息，计算出该第二接收器与该移动标签间的一无线讯号强度，并产生包含对应其自身的一接收器标识符、该标签标识符，及该无线讯号强度的一无线讯号信息；一第二网关，通过该通讯网络连接该等第二接收器，该第二网关根据该当前时间区间内所接收到之来自该等第二接收器的至少一者的所有无线讯号信息，自每一曾在该当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第二接收器中选取出一第二目标接收器，并以该第二目标接收器的位置作为该待定位对象在该当前时间区间内的一第二定位位置；及一服务器，通过该通讯网络连接该第一网关及该第二网关；其中，该第一网关持续传送一包含相关于该待定位对象的第一定位位置与对应该第一目标接收器的讯号密度值的位置信息至该服务器，该第二网关持续传送一包含相关于该待定位对象的第二定位位置与对应该第二目标接收器的讯号密度值的位置信息至该服务器，该服务器根据该当前时间区间内所接收到的来自该第一网关及该第二网关的至少一者的所有位置信息，自该第一目标接收器及该第二目标接收器中选取出一指标接收器，并以该指针接收器的位置作为该待定位对象在该当前时间区间内的该定位位置。

作为本发明的再一改进，该服务器根据该当前时间区间内所接收到的来自该第一网关及该第二网关的至少一者的所有位置信息，自该第一目标接收器及该第二目标接收器中选取出该对应有最大的讯号密度值的指针接收器。

本发明取得的有益效果：通过该移动标签持续广播该识别讯息，使接收到该识别讯号的该第一接收器根据该识别讯息，计算出与该移动标签间的该无线讯号强度，并通过该第一网关根据该当前时间区间内所接收到的所有无线讯号信息选取出该第一目标接收器，并以该第一目标接收器的位置作为该待定位对象在该当前时间区间内的该第一定位位置，以此达到定位该待定位对象的效果，此外，由于该移动标签的功能仅需广播该识别讯息即可，从而减低了装设于该待定位对象上装置的硬件成本，再者，该移动标签的体积不大，因而可方便地装设于该待定位对象上，另一方面，通过该移动标签来广播该识别讯息至该等第一接收器，相较于接收来自该等第一接收器的讯号而言，还可大幅减少讯号彼此干扰的情况。

附图说明

图1为本发明第一实施例的原理框图；

图2为本发明第一实施例定位所执行的定位方法流程图；

图3为本发明第一实施例所执行的定位方法中步骤204的子步骤流程图；

图4为本发明第二实施例所执行的一判定方法流程图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

参见图1，本发明定位系统的一第一实施例，包含一服务器1、一经由一通讯网络100连接该服务器1的第一网关11、多个分别经由该通讯网络100连接该第一网关11的第一接收器12、一待定位对象13，及一装设于该待定位对象13上的移动标签14。该移动标签14利用蓝牙通讯技术，持续广播包含一唯一的标签标识符的一识别讯息，该等第一接收器12设置于一空间并分别位在不同的位置，每一第一接收器12用于在一可通讯范围内持续接收来自该移动标签14的识别讯息，在本实施例中，该移动标签14可以是一蓝牙低功耗信标(bluetoothlowenergybeacon)，例如苹果公司(apple)的ibeacon，或是大洋通信(netvox)的无线穿戴式蓝牙低功耗信标(wirelesswearablepresencetagpoweredbyblebeacon)，该等接收器可以是大洋通信(netvox)的基于云端的无线智慧家庭控制器(cloud-basedwirelesssmarthomecontroller)，但不以此为限。

以下将配合所附图式说明本发明定位系统的该第一实施例所实施的一定位方法。参见图2，该定位方法说明该第一网关11如何获得对应该待定位对象的一定位位置，并包含一步骤201、一步骤202、一步骤203、一步骤204、一步骤205，及一步骤206。

在该步骤201中，该移动标签14持续广播包含一唯一的标签标识符的一识别讯息，该标签标识符可以是一通用唯一标识符(universallyuniqueidentifier,uuid)，但不以此为限。

在该步骤202中，对于每一第一接收器12，当该第一接收器12接收到包含对应该移动标签14的该标签标识符的该识别讯息时，该第一接收器12根据该识别讯息，计算出该第一接收器12与该移动标签14间的一无线讯号强度。

在该步骤203中，该第一接收器12传送包含对应其自身的一接收器标识符、该标签标识符，及该无线讯号强度的一无线讯号信息至该第一网关11。

在该步骤204中，对于每一曾在一当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第一接收器12，该第一网关11根据在该当前时间区间内所接收到的来自该第一接收器12的无线讯号信息，计算出在该当前时间区间内该移动标签相对于该第一接收器的一讯号密度值。

搭配参见图3，该步骤204包含一子步骤2041、一子步骤2042、一子步骤2043、一子步骤2044、一子步骤2045、一子步骤2046、一子步骤2047，及一子步骤2048，以下说明该步骤204的子步骤。

在该步骤2041中，对于每一曾在一当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第一接收器12，该第一网关11根据在该当前时间区间内所接收到的来自该第一接收器12的无线讯号信息，计算出接收到来自该第一接收器12的相关于该移动标签14的所有无线讯号信息的一接收次数，及相关于该第一接收器12与该移动标签14间的一平均无线讯号强度，举例来说，该第一接收器12在3:00am至3:01am间传送10笔对应该移动标签14的无线讯号信息至该第一网关11，其中对应每一笔无线讯号信息的无线讯号强度分别为-75、-70、-77、-80、-60、-65、-71、-68、-72，及-69，则该第一网关11根据所有在3:00am至3:01am间来自该第一接收器12的无线讯号信息，计算出对应该第一接收器的该接收次数为10，该平均无线讯号强为[(-75)+(-70)+(-77)+(-80)+(-60)+(-65)+(-71)+(-68)+(-72)+(-69)]/10＝-70.7。

在该步骤2042中，该第一网关11判断该第一接收器12在一先前于该当前时间区间且最接近该当前时间区间的前一个先前时间区间是否被选取为一第一目标接收器12，其中该第一目标接收器12为该等第一接收器12中，对应有最大数值之该讯号密度值的该第一接收器12，当该第一网关11判断出该第一接收器12在该前一个先前时间区间被选取为该第一目标接收器12时，进行该步骤2043，当该第一网关11判断出该第一接收器12在该前一个先前时间区间不被选取为该第一目标接收器12时，进行该步骤2045。

在该步骤2043中，该第一网关11选取先前于该当前时间区连续的n个先前时间区间，其中该第一接收器12在该等n个先前时间区间中均被选取为该第一目标接收器12，而在第n+1个先前时间区间中不被选取为该第一目标接收器12。

在该步骤2044中，该第一网关11判断n是否大于等于一上限值，当该第一网关11判断n大于等于该上限值时，进行该步骤2046，当该第一网关11判断n并不大于等于该上限值时，进行该步骤2047。

在该步骤2045中，该第一网关11将该第一接收器12被选取为该第一目标接收器12的一选取次数设定为零。

在该步骤2046中，该第一网关11将该第一接收器12被选取为该第一目标接收器12的一选取次数设定为该上限值。

在该步骤2047中，该第一网关11将该第一接收器12被选取为该第一目标接收器12的一选取次数设定为n。

举例来说，该上限值为50，每一时间区间为一分钟，当该第一网关11判断在2:59am至3:00am中该第一接收器12不为该第一目标接收器12时，该第一网关11将对应该第一接收器12之该选取次数设定为零，当该第一网关11判断在2:59am至3:00am中该第一接收器12被选为该第一目标接收器12时，该第一网关11选取2:00am至3:00am等60个时间区间，其中在2:00am至3:00am中该第一接收器12均被选取为该目标第一接收器12，而1:59am至2:00am中该第一接收器12并未被选取为该第一目标接收器12，则该第一网关判断60大于该上限值50，并将对应该第一接收器12的该选取次数设定为50，另一方面，若该第一网关11选取2:30am至3:00am等30个时间区间，其中在2:30am至3:00am中该第一接收器12均被选取为该目标第一接收器12，而2:29am至2:30am中该第一接收器12并未被选取为该第一目标接收器12，则该第一网关判断30并不大于该上限值50，并将对应该第一接收器12的该选取次数设定为30。

在该步骤2048中，该第一网关11根据该接收次数、该平均无线讯号强度，及该选取次数计算出在该当前时间区间内该移动标签14相对于该第一接收器12的该讯号密度值，其中，该第一网关11系根据以下公式，计算出该讯号密度值：result＝r*0.6+c*0.2+t*0.2

其中，result为该讯号密度值，r为该平均无线讯号强度，c为该接收次数，t为该选取次数，举例来说，对应该第一接收器12的平均无线讯号强度为-70.7，该接收次数为10，该选取次数为0，则对应该第一接收器12的该讯号密度值为-70.7*0.6+10*0.2+0*0.2＝-40.42。

在该步骤205中，该第一网关11根据所计算出的该等讯号密度值，自每一曾在该当前时间区间内传送过该无线讯号信息的第一接收器12中，选取出该对应有最大的该讯号密度值的第一目标接收器12。值得一提的是，当存在多个对应有最大的该讯号密度值的第一接收器12时，该第一网关11自该等对应有最大的该讯号密度值的第一接收器12中，随机选取其中一者作为该第一目标接收器12。

在该步骤206中，该第一网关11以该第一目标接收器12的位置，作为该待定位对象13在该当前时间区间内的一第一定位位置，并传送一包含相关于该待定位对象13的第一定位位置与对应该第一目标接收器12的讯号密度值的位置信息至该服务器1。

参见图4，本发明定位系统的一第二实施例类似于该第一实施例，相同之处不再赘述，相异之处在于：该第二实施例中还包含一经由该通讯网络100连接该服务器1的第二网关11，及多个分别经由该通讯网络100连接该第二网关11的第二接收器12，该等第二接收器12设置于该空间并分别位在与该等第一接收器12不同的位置，且每一第二接收器12的位置相异，由该第二网关11及该等第二接收器12所执行的该定位方法中，相关该等第一接收器12所执行的步骤由该等第二接收器12执行，相关该第一网关11所执行的步骤由该第二网关11执行，此外，该服务器1还通过一判别方法获得该待定位对象13在该当前时间区间内的该定位位置，以下将说明该服务器1如何根据来自该第一网关11的该位置信息及来自该第二网关11的该位置信息，获得该待定位对象13在该当前时间区间内的该定位位置，并包含一步骤301及一步骤302。

在该步骤301中，该服务器1根据该当前时间区间内所接收到的来自该第一网关11及该第二网关11的至少一者的所有位置信息，自该第一目标接收器12及该第二目标接收器12中选取出一对应有最大的讯号密度值的指针接收器12。

在该步骤302中，该服务器1以该指针接收器12的位置作为该待定位对象13在该当前时间区间内的该定位位置。

举例来说，若该服务器1接收到分别来自该第一网关11及该第二网关11的两笔位置信息，其中对应该第一网关11的该位置信息中，对应该第一目标接收器12的该讯号密度值为-40.42，对应该第二网关11的该位置信息中，对应该第二目标接收器12的该讯号密度值为-30.48，则该服务器判断-30.48大于-40.42，而选取该第二目标接收器12为该指标接收器12，并以该指针接收器12的位置作为该待定位对象13在该当前时间区间内的该定位位置。

综上所述，本发明定位系统，通过装设于该待定位对象13上的该移动标签14持续广播该识别讯息，使接收到该识别讯息的该等第一接收器12及该等第二接收器12其中的至少一者根据该识别讯息，产生并传送该无线讯号信息至其所对应之该第一网关11及/或该第二网关11，使该第一网关11及/或该第二网关11根据所接收的所有无线讯号信息，自该等第一接收器12及/或该等第二接收器12中，选取出该第一目标接收器12及/或该第二目标接收器12，并以该第一目标接收器12及/或该第二目标接收器12的位置作为该待定位对象13的该第一定位位置或该第二定位位置，以此达到定位该待定位对象的效果，此外，该移动标签14仅需广播该识别讯息，因而可从手机、平板计算机等高耗能的行动装置转变成智能手环、智慧钥匙扣等低耗能的装置，不仅减少了该移动标签14的硬件成本，同时也便于装戴在该待定位对象上，另一方面，该等第一接收器12及该等第二接收器12仅需接收该识别讯息而不必另外发送其他无线讯号，因此可减少无线讯号的干扰，故确实能达成本发明的目的。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。