基于超宽带无线技术的室内移动定位终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于室内定位技术领域，尤其是涉及一种基于超宽带无线技术的室内移动定位终端。
【背景技术】
[0002]在电力、化工等设备巡检中的精确定位和引导，可以有效防止工作人员误入危险区域，保障人身安全。目前定位技术主要采用基于GPS、北斗的卫星定位技术，但是GPS、！斗的卫星定位技术主要用来进行室外的一般定位，无法实现室内的精确定位。室内或地下的无线定位主要基于无线局域网络信号强度、射频识别(RFID)、超宽带无线(UWB)等无线技术实现在室内的精确定位和引导，可以有效防止工作人员误入危险区域，保障人身安全，对电力、铁路、化工等行业的巡检、运行工作具有重要意义。
[0003]超宽带无线(UWB)技术的定位精度较高，可以满足室内精确定位需求。例如“基于超宽带无线通信技术的室内定位系统”(实用新型专利，授权公告号CN 203120161U)给出了一种基于超宽带无线通信技术的室内定位系统，但是定位传感器之间要部署时间同步线，需要在室内预设多个定位传感器，比较复杂；而“无线局域网终端设备室内定位方法”(发明专利，授权公告号CN 100553378C)给出了一种用于在室内局域范围和空间垂直范围进行定位的无线局域网终端设备室内定位方法，虽然能够实现室内局域范围和空间垂直范围的定位，但是该定位方法比较繁琐。
[0004]此外，在电力、化工等行业工作环境存在强电磁、易燃气体等危险因素，巡检人员手持带有天线的通信设备存在安全隐患，需要一种可佩戴、无外置天线的移动定位终端，而目前并没有这样的产品。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本实用新型公开了一种基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，通过超宽带无线定位技术、串口通信技术和短距无线通信技术，实现工作人员在室内移动过程中的精确定位，能够满足在电力巡检复杂环境下的安全要求。
[0006]—种基于超宽带无线技术的室内移动定位终端,包括超宽带无线定位模块、贴片天线、串口通信模块、短距无线通信模块、复位电路、风扇和电源，所述超宽带无线定位模块分别与贴片天线、复位电路、串口通信模块和短距无线通信模块相连，所述电源通过电源电路给风扇、超宽带无线定位模块、串口通信模块和短距无线通信模块供电，所述复位电路用于为超宽带无线定位模块提供复位信号，所述串口通信模块可通过有线方式与外部进行数据的传输与交换，所述短距无线通信模块通过无线方式与外部进行数据信号的传输与交换。
[0007]作为改进，所述贴片天线包括基板，所述基板一面附有辐射贴片，基板另一面具有接地片。
[0008]作为优选，所述辐射贴片包括彼此相接的圆形金属片和梯形金属片。
[0009]作为优选，所述电源为蓄电池。
[0010]作为优选，所述短距无线通信模块为蓝牙模块。
[0011]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果:本实用新型能够用于室内人员的精确定位，可以支持对人员的工作路径跟踪；终端体积小，无外置天线，可以由工作人员佩戴，能满足对工作安全的要求；融合高精度无线、短距无线通信、串口通信技术，易于和现有的计算机系统实现集成。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的组成框图。
[0013]图2为本实用新型短距无线通信模块的电路连接示意图。
[0014]图3为本实用新型中贴片天线正面示意图。
[0015]图4为本实用新型中贴片天线背面示意图。
[0016]图5为本实用新型中贴片天线等效电路图。
[0017]图6为本实用新型应用过程示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本实用新型，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0019]如图1?6所示，一种基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，基于超宽带无线技术进行定位，包括超宽带无线定位模块、贴片天线、串口通信模块、短距无线通信模块、复位电路、风扇和电源，超宽带无线定位模块分别与贴片天线、复位电路、串口通信模块和短距无线通信模块相连，电源通过电源电路分别给风扇、超宽带无线定位模块、串口通信模块和短距无线通信模块供电，电源优选3.3V蓄电池。超宽带无线定位模块可通过串口通讯模块以有线方式和外部系统连接，也可通过短距无线通信模块与外部系统连接，短距无线通信模块优选为蓝牙模块，可通过蓝牙方式与外部智能手机之间实现短距无线通信，串口通信模块可通过有线方式与外部进行数据的传输与交换。
[0020]为了能够使工作人员在强电磁场工作环境下安全实现巡检，避免工作人员手持带有天线的通信设备存在安全隐患，将天线设置为贴片式天线，信号稳定，能够满足超宽带信号传输需要，既减少了终端的体积，又安全可靠，巡检人员可随身携带，贴片式天线是通过在通用的电路基板I上平面贴片制得，电路基板I的正面上附有由圆形和梯形金属片组成的辐射贴片2，作为贴片天线的正面，贴片天线的正面上部为圆形金属片，下部为梯形金属片，圆形金属片和梯形金属片彼此相接，圆形金属片和梯形金属片也可以为一体结构；电路基板I的背面上附有一层作为接地板3的矩形金属薄层，构成贴片天线的背面该贴片天线可等效视为具有串联和并联谐振的RLC电路，等效电路图如图5所示。贴片天线与无线定位模块相连，通过与外部定位锚节点之间的超宽带无线通信获得定位信息。
[0021]当需要对室内、地下等工作环境进行精确定位时，在室内设置定位锚节点，工作人员携带移动定位终端进入室内，移动定位终端内的超宽带无线定位模块与外部定位锚节点之间通过超宽带无线通信，获得终端的精确定位，移动定位终端内部的短距无线通信模块可通过蓝牙与外部智能手机之间实现短距无线通信，如图2所示的短距无线通信模块的电路连接示意图，短距无线通信模块基于CSR BC417蓝牙模块，包括外围的状态指示、状态切换和SPI仿真接口，串口通信模块、复位电路、电源电路都是采用通用的电路与BC417蓝牙芯片相连。应用系统通过蓝牙模块获得人员的定位信息，如附图6所示。复位电路提供复位信号，使超宽带无线定位模块进行复位。
[0022]无线定位模块与风扇相连，无线定位模块是现有的封装产品，内部置有控制单元，可以控制风扇的启动或关闭，可以为定位终端内部降温，由于终端内主要发热部件为超宽带无线定位模块，因此风扇应尽量向超宽带无线定位模块送风，保证散热效果。本移动定位终端融合了高精度无线、短距无线通信模块、串口通信模块，可以方便实现室内工作人员的精确定位。
[0023]本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
【主权项】
1.一种基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，其特征在于:包括超宽带无线定位模块、贴片天线、串口通信模块、短距无线通信模块、复位电路、风扇和电源，所述超宽带无线定位模块分别与贴片天线、复位电路、串口通信模块和短距无线通信模块相连，所述电源通过电源电路给风扇、超宽带无线定位模块、串口通信模块和短距无线通信模块供电，所述复位电路用于为超宽带无线定位模块提供复位信号，所述串口通信模块可通过有线方式与外部进行数据的传输与交换，所述短距无线通信模块通过无线方式与外部进行数据信号的传输与交换。
2.根据权利要求1所述的基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，其特征在于:所述贴片天线包括基板，所述基板一面附有辐射贴片，基板另一面具有接地片。
3.根据权利要求2所述的基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，其特征在于:所述辐射贴片包括彼此相接的圆形金属片和梯形金属片。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，其特征在于:所述电源为蓄电池。
5.根据权利要求1?3中任意一项所述的基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，其特征在于:所述短距无线通信模块为蓝牙模块。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于超宽带无线技术的室内移动定位终端，包括超宽带无线定位模块、贴片天线、串口通信模块、短距无线通信模块、复位电路、风扇和电源，所述超宽带无线定位模块分别与贴片天线、复位电路、串口通信模块和短距无线通信模块相连，所述电源通过电源电路给风扇、超宽带无线定位模块、串口通信模块和短距无线通信模块供电，所述复位电路用于为超宽带无线定位模块提供复位信号，超宽带无线定位模块可通过串口以有线方式和外部计算机系统连接，也可通过短距无线通信和外部计算机系统连接，能够实现室内人员的精确定位，无线定位终端无外置天线，可以由工作人员佩戴，能满足设备巡检中工作安全的要求。
【IPC分类】H04W4-02, H04B1-7163
【公开号】CN204334962
【申请号】CN201420857766
【发明人】刘佳, 苏毅, 梁云
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月30日