一种基于多天线的无线定位侦听装置及室内定位系统的制作方法_4

文档序号:9307262阅读:来源:国知局
在室内定位区域中的定位信息。此时,为了方便使用者携带室内定位系统对其自身进行定位,可以将定位处理器与无线通信设备设置在同一设备上,定位处理器与无线通信设备进行数据通信连接,以获取无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度。同时,由于无线定位侦听装置中记录有其布设位置的位置信息,可以采用该位置信息作为定位基准信息,让室内定位系统中的定位处理器能够获取无线定位侦听装置的所在位置信息;而定位处理器在进行定位时,则根据无线定位侦听装置的所在位置信息,结合无线通信设备与无线定位侦听装置之间的方位角度和距离,确定的无线定位侦听装置与无线通信设备之间的相对位置关系,实现定位。
[0035]具体应用时,例如,在指定的室内定位区域中布设本发明的无线定位侦听装置,并将其布设的具体位置信息标记写入在无线定位侦听装置的无线通信模块中,设定无线定位侦听装置的无线通信模块在执行侦听扫描无线通信的过程中逐一通过各路天线选通电路中的定向天线对外发送包含有其所在位置信息的数据侦听包;无线通信设备和定位处理器则可以布置在一个可穿戴设备中,作为被定位对象,供使用者佩戴使用。由此以来,使用者携带作为被定位对象的可穿戴设备进入指定的室内定位区域后,只要使用者佩戴的可穿戴设备上的无线通信设备进入了室内定位区域中布设的无线定位侦听装置中无线通信模块通过各路天线选通电路中的定向天线通信所形成的无线信号覆盖范围,便能够侦听到无线定位侦听装置在执行侦听扫描无线通信的过程中发送的数据侦听包,并由可穿戴设备上的无线通信设备检测无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与其进行无线通信的信号强度,可穿戴设备上的定位处理器从无线通信设备获取无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度,根据其逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度以及无线定位侦听装置的各路天线选通电路中定向天线的辐射通信方向信息估算无线通信设备与无线定位侦听装置之间的方位角度,并采用信号强度测距算法确定无线通信设备与无线定位侦听装置之间的距离,从而确定无线定位侦听装置与无线通信设备之间的相对位置关系;而与此同时,由于无线定位侦听装置中各个无线通信模块向无线通信设备发送的数据侦听包中携带有无线定位侦听装置所在的位置信息,因此可穿戴设备上的中央处理器则可以根据无线定位侦听装置所在的位置信息以及无线定位侦听装置与无线通信设备之间的相对位置关系,确定可穿戴设备自身在室内定位区域中的具体位置,进而实现对可穿戴设备使用者的定位。
[0036]实施例五:
在指定的室内定位区域中,如果采用本发明的无线定位侦听装置作为定位地标发射器,并对其标记布设位置信息,那么在利用基于多天线的无线定位侦听装置和定位处理器构建的室内定位系统中,就需要依赖另外的无线通信设备成为室内定位系统的构成部分,将无线通信设备作为被定位对象,并且需要从远端对被定位对象进行定位监控,只要使用者携带无线通信设备进入室内定位区域内与无线定位侦听装置发生通信,由无线通信设备在与无线定位侦听装置进行无线通信时检测无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与其进行无线通信的信号强度,由定位处理器获取无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度,来实现定位,从而为远端的监控者提供无线通信设备使用者在室内定位区域中的定位信息。在这样的应用场景下,可以将无线通信设备供被监控的使用者携带使用,并且需要作为被定位对象的无线通信设备具备移动通信能力;此外,室内定位系统中的定位处理器可以设置于移动通信网络设备上,供远端的监控者使用,该移动通信网络设备可以是在移动网络中的供监控者使用的服务器设备,或者可以是监控者使用的手机等移动终端设备,由此定位处理器则可以通过移动通信网络设备与具备移动通信能力的无线通信设备进行移动通信,从而获取无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度。同时,由于无线定位侦听装置中记录有其布设位置的位置信息,可以采用该位置信息作为定位基准信息,让室内定位系统中的定位处理器能够获取无线定位侦听装置的所在位置信息;而定位处理器在进行定位时,则根据无线定位侦听装置的所在位置信息,结合无线通信设备与无线定位侦听装置之间的方位角度和距离,确定的无线定位侦听装置与无线通信设备之间的相对位置关系,实现定位。
[0037]具体应用时,例如,在指定的室内定位区域中布设本发明的无线定位侦听装置,并将其布设的具体位置信息标记写入在无线定位侦听装置的各个无线通信模块中,设定无线定位侦听装置的无线通信模块在执行侦听扫描无线通信的过程中逐一通过各路天线选通电路中的定向天线对外发送包含有其所在位置信息的数据侦听包;具备移动互联网通信、WiFi通信、射频通信、红外线通信、低功耗蓝牙通信等无线通信功能的用户手机作为无线通信设备,同时也是被定位对象,供被定位用户携带使用,同时用户手机的移动通信能力使得无线通信设备能够通过移动通信网络与移动通信网络设备进行移动通信;监控管理者所在监控室的监控服务器作为移动通信网络设备,监控服务器的数据处理核心即作为定位处理器。由此以来,被定位用户携带用户手机进入指定的室内定位区域后,只要具备移动互联网通信、WiFi通信、射频通信、红外线通信、低功耗蓝牙通信等无线通信功能的用户手机上进入了室内定位区域中布设的无线定位侦听装置中无线通信模块通过各路天线选通电路中的定向天线通信所形成的无线信号覆盖范围,便能够侦听到无线定位侦听装置在执行侦听扫描无线通信的过程中发送的数据侦听包,并由用户手机上的无线通信设备检测无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与其进行无线通信的信号强度,再由用户手机通过移动通信网络发送给监控服务器;监控服务器的数据处理核心则获取无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度,根据其逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度以及无线定位侦听装置的各路天线选通电路中定向天线的辐射通信方向信息估算无线通信设备与无线定位侦听装置之间的方位角度,并采用信号强度测距算法确定无线通信设备与无线定位侦听装置之间的距离,从而确定用户手机与无线定位侦听装置之间的相对位置关系;同时,由于无线定位侦听装置中各个无线通信模块向具备无线通信功能的用户手机发送的数据侦听包中携带有无线定位侦听装置所在的位置信息,因此监控服务器的数据处理核心可以通过移动通信的方式从用户手机获取到无线定位侦听装置所在的位置信息,并结合用户手机与无线定位侦听装置之间的相对位置关系,确定用户手机在室内定位区域中的具体位置,进而实现对用户手机使用者的定位监控。
[0038]通过上述的多个实施例可以看到,本发明基于多天线的无线定位侦听装置,能够应用于多种方式构建不同的室内定位系统。同时,在利用本发明基于多天线的无线定位侦听装置和定位处理器构建的室内定位系统中,定位处理器是依靠分别确定无线定位侦听装置与无线通信设备之间的方位角度和距离,来确定无线定位侦听装置与无线通信设备之间的相对位置关系的。根据两个无线通信设备之间无线通信的信号强度来测定二者的间隔距离,已经是较为成熟的技术,可以采用信号强度测距算法(Received Signal StrengthIndicat1n,通常缩写为RSSI算法)计算得到。
[0039]基于RSSI的定位常采用对数-正态分布模型:
Pr{d)=Pr{d0) +\Qnlg{d/ d0) +Ισ; (I)
式中,PM为经过距离J后的接收信号强度,单位为dB' PM)为参考距离4处的信号强度巧为路径衰减因子;尤为均值为O且标准差为α的高斯分布变数。在实际应用中,通常取4=lm,故式(I)式可简化为:
Pr(d)=A+lQnlg(d) ;(2)
例如TI公司采用RSSI算法定位技术的CC2430芯片,有如下关系:
RSSI= Pr (d) +RSSI_ 0FFEST-, (3 )
根据式(2)和式(3)可得:
/^SSI=A ^+1nlg (d) ;(4)
其中于是可以把10/?lg(o!)和#5X7分别看作是最小二乘法中的x和Z变量,采用最小二乘法进行函数拟合得到和λ的计算结果,得到RSSI值,进而求得测距结果。
[0040]而定位处理器根据无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与无线通信设备进行无线通信的信号强度以及无线定位侦听装置的各路天线选通电路中定向天线的辐射通信方向信息估算无线通信设备与无线定位侦听装置之间方位角度的具体实现方式,则在不同的应用场景下可能存在不同的实现方案。
[0041]例如,在指定的室内定位区域中,如果无线定位侦听装置与无线通信设备之间的相对位置关系可能是随机的任意情况,在这样的应用环境下,无线定位侦听装置中无线通信模块的无线信号通信端需要并联有至少三路天线选通电路,而定位处理器估算无线通信设备与无线定位侦听装置之间的方位角度的具体方式可以为:定位处理器中预设有方位换算关系式;该方位换算关系式用于记录无线定位侦听装置执行侦听扫描无线通信的过程中无线通信模块逐一通过各路天线选通电路中的定向天线与同一外设通信的无线通信信号强度比例和该外设相对于无线定位侦听装置中各路天线选通电路中定向天线各自对应的辐射通信方向
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