一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及对讲机技术领域，尤其涉及一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统。
【背景技术】
[0002]目前市场上的对讲机分为三类模拟对讲机，数字对讲机和IP对讲机，由于对讲机具有即时通话功能，支持灵活组群一对一、一对多等多种方式对讲，因此已经被广泛运用在公安、保安、民航、建筑、物流、铁路、水利、旅游等等行业中。随着应用环境多样性，只有单一通话功能的对讲机越来越不能满足人们的需求，因此对其进行了改进，于是在对讲机内嵌入GPS模块，即通过全球卫星定位系统来实现对讲机的定位功能，从而实现准确定位人员的具体的位置，便于实行增援行动，然而现有的对讲机应用在火灾、地震、暴雨等突然灾害恶劣的局域环境之中搜救时定为精度往往偏差会更大，有的甚至达到百米级，然而这种定位精度往往是致命的，一方面在救援人员搜救到奄奄一息的遇难人员时，需要救援小组立即抵达进行抢救伤者，这种十到百米的定位精度偏差往往是致命最致命的，另一方面万一救援人员遇险，也不能够准确定位救援人员的具体准确精度，不利于救援人员的人身安全，加重救援的困难，其中现有的移动终端的对讲机在用第一次使用GPS开始定位的时间比较长，有的时候需要将近十分钟来搜索卫星，特别是遮挡比较严重时，更是得不到准确的定位结果，从而也不利于救援搜救。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术的对讲机在局域范围内定位精度不足，本实用新型提供了一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是:
[0005]一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统，包括语音采集模块、语音处理模块、控制模块和无线传输模块，语音采集模块输出端连接有语音处理模块输入端，语音处理模块输出端连接有控制模块输入端，无线传输模块与控制模块相连，控制器模块连接有ZigBee模块，ZigBee模块通过ZigBee网关连接有定位终端设备，所述定位终端设备为计算机或手机或笔记本电脑或平板电脑等等，控制器模块输出端连接有扬声器模块，控制器模块输入端连接有电池模块，电池模块负责对讲机的正常供电，所述ZigBee模块上设有硬件定位引擎的CC2431芯片，ZigBee模块主要负责通过与参考节点进行交互进行计算和定位，以及数据的发送/接收。
[0006]所述语音采集模块主要负责对原始模拟信号的检测和采集，其主要采用的是麦克风。
[0007]所述语音处理模块主要负责对模拟语音信号进行数字采样、编/译码、数据压缩、加/解密、滤波等工作，一般采用的设备是专用的语音处理集成芯片来进行硬件实现。
[0008]所述控制模块主要负责运算、数据的控制、软件流程的控制，主要由拥有中央处理器功能的微处理器来担任，通常可选用DSP或单片机来实现。
[0009]所述无线传输模块主要负责信号的调制/解调、发送/接收功能，主要由专用的无线射频芯片来完成。
[0010]本实用新型的有益效果:与现有技术相比，本实用新型采用ZigBee技术实现针对局域环境对无线对讲机的精确定位，克服了现有GPS技术的定位精确最好为10米左右的缺陷，本技术的定位精度为3米左右，精确精度更高，更加方便救援时候方便定位，派遣人员救助，同时也具有自组网、低延时、低成本低功耗等优点；本实用新型由带有硬件定位引擎的CC2431芯片的ZigBee模块来计算对讲机的位置坐标，通过组建ZigBee网络将位置信息传输到定位终端进行实时显示，更加方便使用者的使用。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的结构示意图；
[0012]图2为本实用新型的网络示意图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统，包括语音采集模块、语音处理模块、控制模块和无线传输模块，语音采集模块输出端连接有语音处理模块输入端，语音处理模块输出端连接有控制模块输入端，无线传输模块与控制模块相连，控制器模块连接有ZigBee模块，ZigBee模块通过ZigBee网关连接有定位终端设备，所述定位终端设备为计算机或手机或笔记本电脑或平板电脑等等，控制器模块输出端连接有扬声器模块，控制器模块输入端连接有电池模块，电池模块负责对讲机的正常供电，所述ZigBee模块上设有硬件定位引擎的CC2431芯片，ZigBee模块主要负责通过与参考节点进行交互进行计算和定位，以及数据的发送/接收。
[0014]所述语音采集模块主要负责对原始模拟信号的检测和采集，其主要采用的是麦克风。
[0015]所述语音处理模块主要负责对模拟语音信号进行数字采样、编/译码、数据压缩、加/解密、滤波等工作，一般采用的设备是专用的语音处理集成芯片来进行硬件实现。
[0016]所述控制模块主要负责运算、数据的控制、软件流程的控制，主要由拥有中央处理器功能的微处理器来担任，通常可选用DSP或单片机来实现。
[0017]所述无线传输模块主要负责信号的调制/解调、发送/接收功能，主要由专用的无线射频芯片来完成。
[0018]如图2所示，本实用新型对讲机网络系统工作原理，定位引擎根据无线网络中临近射频的接收信号强度指示(RSSI)，计算所需定位的位置，已知位置的节点称为参照节点，位置未知而需要计算的节点则称为待测节点，所有节点都是一种射频(Rad1 Frequency,简称RF)，在不同的环境中，两个射频之间的RSSI信号会发生明显的变化，例如当两个射频之间有一位行人时，接收信号将会降低30dBm，为了补偿这种差异，以及出于对定位结果精确性的考虑，定位引擎将根据来自多达16个射频的RSSI值，进行相关的定位计算，如果接收到的数据来自16个以上的节点，则会将接收的参照节点位置加以排序，并使用其中16个最强的参照RSSI值，其依据的理论是当采用大量的节点后，RSSI的变化最终将达到平均值，CC2431芯片的定位引擎是数字硬件区块，能够使无线节点在IEEE 802.15.4或无线ZigBee网络中以迅速有效的方式决定自身的平面位置坐标。在工作过程中首先根据待搜索区域的大小、复杂情况，在区域周围搭建若干位置已知的参考节点，然后携带本实用新型对讲机进入搜索区域，同时对讲机的待测节点与参考节点共同完成ZigBee网络组建，组建成功后由于控制器模块连接有ZigBee模块，ZigBee模块上设有硬件定位引擎的CC2431芯片，所以使得带有定位引擎功能的对讲机自身计算出其所在的位置坐标，在将计算得到的位置信息传输到定位终端设备显示即可，由于ZigBee网关作为连通ZigBee模块和定位终端设备的桥梁，ZigBee网络中有两种节点，其中参考节点是一个位于已知位置的静态节点，这类参考节点知道自己的位置并可以将其位置通过发送数据包通知其他参考节点节点，ZigBee网络网络中的待测节点发出广播信息，并从各相邻的参考节点采集数据，选择信号最强的参考节点的X和Y坐标以及对应的RSSI值并将其送入定位引擎，最后对定位引擎中的数据进行处理，并考虑距离最近参考节点的偏移值，从而获得待测节点在ZigBee网络中的实际位置，所述定位终端设备为计算机或手机或笔记本电脑或平板电脑等显示实时位置信息，其中ZigBee网关通过RS232接口连接定位终端设备，这样从而使得在定位终端设备实时监控区域内每一个携带对讲机人员的位置情况，时刻保持联系，并能及时而又准确地增派人员抵达该位置，便于救援行动，所述定位引擎的CC2431芯片覆盖范围为64mX64m，然而大多数情况下需要更大覆盖范围，当需要扩大定位引擎的覆盖范围可以通过两种方法来实现:第一提高参考节点的输出功率，同时降低定位引擎计算结果的精度；第二在一个更大的范围内布置参考节点并利用最强的信号进行相关参考节点的定位计算，而由于第二种方法能够在定位引擎扩大覆盖面的同时不牺牲定位精度，此使用更加可靠。
[0019]本实用新型的有益效果:与现有技术相比，本实用新型采用ZigBee技术实现针对局域环境对无线对讲机的精确定位，克服了现有GPS技术的定位精确最好为10米左右的缺陷，本技术的定位精度为3米左右，精确精度更高，更加方便救援时候方便定位，派遣人员救助，同时也具有自组网、低延时、低成本低功耗等优点；本实用新型由带有硬件定位引擎的CC2431芯片的ZigBee模块来计算对讲机的位置坐标，通过组建ZigBee网络将位置信息传输到定位终端进行实时显示，更加方便使用者的使用。
【主权项】
1.一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统，包括语音采集模块、语音处理模块、控制模块和无线传输模块，其特征在于，控制器模块连接有ZigBee模块，ZigBee模块通过ZigBee网关连接有定位终端设备，控制器模块输出端连接有扬声器模块，控制器模块输入端连接有电池模块，所述ZigBee模块上设有硬件定位引擎的CC2431芯片。
2.如权利要求1所述的一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统，其特征在于，所述定位终端设备为计算机或手机或笔记本电脑或平板电脑。
【专利摘要】本实用新型公开了一种针对局域环境的无线精确定位对讲机系统，包括语音采集模块、语音处理模块、控制模块和无线传输模块，控制器模块连接有ZigBee模块，ZigBee模块通过ZigBee网关连接有定位终端设备，控制器模块输出端连接有扬声器模块，控制器模块输入端连接有电池模块，ZigBee模块上设有硬件定位引擎的CC2431芯片。本实用新型的有益效果：本实用新型采用ZigBee技术实现针对局域环境对无线对讲机的精确定位，克服了现有GPS技术的定位精确最好为10米左右的缺陷，本技术的定位精度为3米左右，精确精度更高，更加方便救援时候方便定位，派遣人员救助，同时也具有自组网、低延时、低成本低功耗等优点。
【IPC分类】H04W64-00, H04Q5-24
【公开号】CN204465775
【申请号】CN201520211212
【发明人】马顺
【申请人】马顺
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月8日