本实用新型涉及无线定位技术领域，具体地，涉及一种超宽带即时定位系统。
背景技术：
定位技术的应用已经广泛渗透到国民经济和社会发展的各个领域，其中，室外定位技术借助GPS或北斗等卫星导航系统已经非常成熟，但是由于卫星导航系统的民用定位精度太低，卫星信号难以穿透建筑物，室内环境复杂，存在严重的多径和非视距干扰，在室内难以实现定位，因此一种基于UWB（(Ultra Wideband，超宽带）无载波通信技术的超宽带定位系统成为了室内定位的应用主流。
目前的超宽带定位系统主要由标签、天线、阅读器、同步分配器和定位服务器组成，其中标签作为超宽频信号发射装置，每秒发射1～10次无线电信号，同时由于标签是一种可移动部件，其只能采用电池（其电量有限）供电，而标签又需要定期或不定期的发送信号，因此电池的电量极易被消耗，需要定期或不定期地更换电池，用户体验有限。
技术实现要素：
针对前述现有超宽带定位系统的问题，本实用新型提供了一种超宽带即时定位系统，其中的标签可以根据其自身移动状态的快慢调整无线电信号的发射频率和/或工作模式，具有极强的自适应性，从而可以节省电池的消耗，延长电池的更换周期，提升用户体验。此外，所述超宽带即时定位系统还具有可实现对标签进行无线充电、定位精度高、结构简单和成本低等特点，便于实际推广和使用。
本实用新型采用的技术方案,提供了一种超宽带即时定位系统，包括定位服务器、以太网交换机、同步分配器、标签和至少三个标签识别装置，其中，所述定位服务器、所述以太网交换机和所述同步分配器依次通过以太网线通讯相连；所述标签包括微处理器、存储器、加速度传感器和第一超宽带天线，所述微处理器分别电连接所述存储器、所述加速度传感器和所述第一超宽带天线；所述标签识别装置包括标签阅读器和与所述标签阅读器电连接的第二超宽带天线，所述标签阅读器与所述同步分配器通讯相连。
优化的，所述超宽带即时定位系统还包括与所述同步分配器通讯相连的无线电波发送器，所述标签还包括电源模块；所述电源模块包括依次电连接的无线电波接收器、充电电路单元和可充电电池。
进一步优化的，所述电源模块还包括电连接所述可充电电池的电池电量检测单元，所述电池电量检测单元还电连接所述微处理器。详细优化的，所述无线电波发送器包括旋转机构和安装在所述旋转机构上的定向天线，所述旋转机构与所述同步分配器通讯相连。
进一步优化的，所述无线电波接收器还电连接所述微处理器。
进一步优化的，所述可充电电池为镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和铅酸电池中的任意一种。
综上，采用本实用新型所提供的一种超宽带即时定位系统，具有如下有益效果：（1）通过在标签中的配置的加速度传感器，可以即时获取标签的移动状态，从而可根据标签自身移动状态的快慢调整无线电信号的发射频率和/或工作模式，具有极强的自适应性，进而可以节省电池的消耗，延长电池的更换周期，提升用户体验；（2）通过在系统侧与标签侧分别配置的无线电波发送器和无线电波接收器，可以对标签中的可充电电池进行无线电波式充电，实现标签电池电量的短距离的无线补充，可进一步延长电池的更换周期，甚至无需更换电池；（3）在进行无线电波式充电的同时，还可以向标签侧反馈由系统侧发出控制指令，动态改变标签的发射频率和/或工作模式；（4）所述超宽带即时定位系统还具有定位精度高、结构简单和成本低等特点，便于实际推广和使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的超宽带即时定位系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本实用新型提供的超宽带即时定位系统。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例一
图1示出了本实用新型提供的超宽带即时定位系统的结构示意图。本实施例提供的所述超宽带即时定位系统，包括定位服务器、以太网交换机、同步分配器、标签和至少三个标签识别装置，其中，所述定位服务器、所述以太网交换机和所述同步分配器依次通过以太网线通讯相连；所述标签包括微处理器、存储器、加速度传感器和第一超宽带天线，所述微处理器分别电连接所述存储器、所述加速度传感器和所述第一超宽带天线；所述标签识别装置包括标签阅读器和与所述标签阅读器电连接的第二超宽带天线，所述标签阅读器与所述同步分配器通讯相连。
如图1所示，在所述超宽带即时定位系统的结构中，所述定位系统配置有N组标签识别装置，每组所述标签识别装置包括一对所述第二超宽带天线和所述标签阅读器，其中，所述第二超宽带天线可布置在室内或室外的任何位置，例如天花板或房间顶角处，此外，N为不小于3的自然数。各个模块的工作原理可以但不限于如下：所述标签作为超宽频信号发射装置，每秒发射1～10次无线电信号（UWB频段：中心频率为7.3GHz，带宽大约为1GHz,该频段为我国无线电管理开放频段，不会和现有通讯设备相互干扰，符合我国无线电管理规定）；所述标签识别装置（由所述第二超宽带天线和所述标签阅读器的组合）用于接收从所述标签发来的无线电信号，并识别出所述标签的标签识别号和记录到达时间（TOA， Time of Arrival），然后将所述标签识别号和对应的到达时间上传给同步分配器；所述同步分配器对来自多个所述标签阅读器的所述标签识别号和各路对应的到达时间进行同步处理，解析出各路无线电信号到达时间差（TDOA，Time Difference of Arrival）,然后把以上信息（包括所述标签识别号、各路对应的到达时间和到达时间差）和其他一些验证信息例如信号强度等打包发送给定位服务器；最后通过配置在定位服务器中的定位软件的处理，就可以计算出标签（也就是需要被跟踪的人员或者物体）所处位置以及运动轨迹。由于每一个标签都有一个独一无二的识别号，所以超宽带定位系统知道每一个标签在每一个时刻的位置以及运动信息。
在所述标签中，所述加速度传感器用于获取标签的即时移动加速度，以便在移动加快时通过所述微处理器提高无线电信号的发射频率和/或控制标签进入活跃模式，并在移动减缓时通过所述微处理器降低无线电信号的发射频率和/或控制标签进入待机模式，由此可根据标签自身移动状态的快慢调整无线电信号的发射频率和/或工作模式，具有极强的自适应性，进而可以节省电池的消耗，延长电池的更换周期,提升用户体验。此外，所述超宽带即时定位系统还具有定位精度高、结构简单和成本低等特点，便于实际推广和使用。
优化的，所述超宽带即时定位系统还包括与所述同步分配器通讯相连的无线电波发送器，所述标签还包括电源模块；所述电源模块包括依次电连接的无线电波接收器、充电电路单元和可充电电池。如图1所示，所述电源模块用于为处于所述标签中的所述微处理器、所述存储器、所述加速度传感器和所述第一超宽带天线提供电能支持。所述无线电波发送器用于发送包含有大量能量的无线电波，所述无线电波接收器用于接收所述无线电波，并其中的能量转换为电能，然后通过所述充电电路单元对所述可充电电池进行充电，由此还可以对标签中的可充电电池进行无线电波式充电，实现标签电池电量的短距离的无线补充，可进一步延长电池的更换周期，甚至无需更换电池。此外，所述可充电电池可以但不限于为镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池和铅酸电池等可充电电池中的任意一种。
进一步优化的，所述电源模块还包括电连接所述可充电电池的电池电量检测单元，所述电池电量检测单元还电连接所述微处理器。如图1所示，所述电池电量检测单元用于即时检测所述可充电电池的电量，以便所述标签将本地的电量信息反馈给系统侧，进而在系统侧可以根据所述标签的电量信息和定位位置，启动处于所述标签附近区域的无线电波发送器，以便对所述标签进行无线电波式充电。详细优化的，所述无线电波发送器包括旋转机构和安装在所述旋转机构上的定向天线，所述旋转机构与所述同步分配器通讯相连。所述旋转机构用于实现所述定向天线的方位旋转，以便能够根据标签的位置信息使所述定向天线对准待无线充电的标签，准确的将能量发送至该标签，提高充电效率，减少能量的浪费。
进一步优化的，所述无线电波接收器还电连接所述微处理器。如图1所示，在进行无线电波式充电的同时，还可以向标签侧反馈由系统侧发出控制指令，动态改变标签的发射频率和/或工作模式。
综上，本实施例所提供的超宽带即时定位系统，具有如下有益效果：（1）通过在标签中的配置的加速度传感器，可以即时获取标签的移动状态，从而可根据标签自身移动状态的快慢调整无线电信号的发射频率和/或工作模式，具有极强的自适应性，进而可以节省电池的消耗，延长电池的更换周期，提升用户体验；（2）通过在系统侧与标签侧分别配置的无线电波发送器和无线电波接收器，可以对标签中的可充电电池进行无线电波式充电，实现标签电池电量的短距离的无线补充，可进一步延长电池的更换周期，甚至无需更换电池；（3）在进行无线电波式充电的同时，还可以向标签侧反馈由系统侧发出控制指令，动态改变标签的发射频率和/或工作模式；（4）所述超宽带即时定位系统还具有定位精度高、结构简单和成本低等特点，便于实际推广和使用。
如上所述，可较好地实现本实用新型。对于本领域的技术人员而言，根据本实用新型的教导，设计出不同形式的超宽带即时定位系统并不需要创造性的劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施例进行变化、修改、替换、整合和变型仍落入本实用新型的保护范围内。