一种室内外定位的便携设备及系统的制作方法

本实用新型涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于RFID、GPS，够对人、车、物等一切携带便携设备的载体在建筑、营区内部空间以及建筑、营区外部空间进行精确定位的设备。

背景技术：

射频识别，RFID（Radio Frequency Identification）技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频标签是产品电子代码（EPC）的物理载体，附着于可跟踪的物品上，在流通过程中对其进行识别和读写。RFID在建筑内部以及营区内部的定位有一定应用，但是对于营区外没有铺设射频读取设备的区域却无能为力。

GPS，全球定位系统，通过用户的GPS接收器可以接收卫星信号，应用到车辆、船舶和交通导航系统的实时的定位方面。目前，世界上许多国家都有批量生产各种GPS终端模块，俄罗斯的GLONASS系统已经应用到过去几年的历史，欧洲的伽利略计划已经开始，中国的北斗系统已经开始进入应用阶段。但是GPS的缺陷在于对于精确定位，尤其是室内定位，是该项技术的盲区，并且北斗系统通信费用高昂，不利于实时通信传输定位信息，大大增加了运行成本。

中国发明专利申请CN103018716A公开了一种基于RFID和GPRS技术的车载人员定位平台。虽然采用了相关技术，但实质不同。该申请公开的所述定位平台设有RFID接收模块、GPRS模块，主要利用RFID接收模块接收人员佩戴在身上的RFID标签的射频信号来确定人员在车内位置及数量，通过主控电路将处理后的信息经GPRS模块发送给终端控制系统。为此，急需一种便携式可对室内室外定位的设备。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种兼顾室内外定位的便携设备，它着手于现有RFID、GPS技术在定位上的应用盲区，通过设计将两种技术进行互补，可以更方便的对携带该便携设备的人员和物体进行定位的便携设备及系统。

本实用新型提供一种室内外定位的便携设备，包括控制模块，以及分别与所述控制模块连接的GPS模块、射频模块、电源模块、显示模块、SIM模块；所述电源模块还连接所述GPS模块；所述射频模块包括射频供电单元、低频唤醒单元、与所述低频唤醒单元连接的高频收发单元；所述射频供电电路分别连接所述低频唤醒单元、所述高频收发单元；所述高频收发单元与所述低频唤醒单元分别连接所述控制模块。

作为优选，所述低频唤醒单元包括低频天线、与所述低频天线连接的低频唤醒电路。

作为优选，所述低频唤醒电路包括唤醒芯片、晶振、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电感、第二电感、第三电感；所述唤醒芯片的电源端和接地端之间连接有所述第四电容；所述唤醒芯片的晶振输入端与晶振输出端之间连接有晶振；所述唤醒芯片分别连接由所述第一电容、所述第一电阻、所述第一电感三者并联的第一谐振电路、由所述第二电容、所述第二电阻、所述第二电感三者并联的第二谐振电路、由所述第三电容、所述第三电阻、所述第三电感三者并联的第三谐振电路。

作为优选，所述高频收发单元包括高频天线、与所述高频天线连接的高频收发电路。

作为优选，所述电源模块包括主控供电单元、GPS供电单元。

作为优选，所述GPS供电单元包括第一三极管、第五电容、第四电阻；所述第一三极管的基极连接所述控制模块，所述第一三极管的基极与所述第一三极管的发射极之间连接有第四电阻，所述第一三极管的集电极经所述第五电容接地。

本实用新型还提供一种室内外定位系统，包括具有多个射频阅读器的射频分布系统、卫星系统、控制终端、以及上述室内外定位的便携设备；所述室内外定位的便携设备与所述射频分布系统射频通信，所述室内外定位的便携设备与所述卫星系统卫星通信，所述室内外定位的便携设备与控制终端双向通信。

作为优选，所述室内外定位的便携设备为智能手环。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型一种室内外定位的便携设备及系统，不管是在铺设了RFID读写器的建筑内部和营区内部，还是脱离了营区范围。只要是携带该便携设备，都可以做到实时的精确定位。大大加强了对一些特殊人员以及物品的监管和保护。

附图说明

图1为本实用新型一种室内外定位的便携设备的原理框图；

图2为图1中低频唤醒电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一

如图1，本实用新型室内外定位的便携设备，包括控制模块、GPS模块、射频模块、电源模块、显示模块、SIM模块。所述控制模块分别与所述GPS模块、所述射频模块、所述电源模块、所述显示模块、所述SIM模块连接。所述电源模块连接所述GPS模块。当载体携带该便携设备进入分布有多个射频阅读器的区域，如建筑物、营区等区域内时，所述射频模块被触发动作，并将信息反馈给所述控制模块，所述控制模块确认设备在室内时仅通过射频技术进行定位，不启动GPS模块、SIM模块；当载体携带该便携设备离开射频区域，如建筑物、营区等区域外时，所述控制模块控制所述电源模块给GPS模块供电，初始化所述GPS模块和所述SIM模块，之后所述GPS模块接收卫星系统信息，实时获取定位信息并将信息发送至所述控制模块，所述控制模块将处理后的定位信息，如地理坐标等经所述SIM模块发送给控制终端。

所述控制模块包括MCU及其外围电路。所述MCU可采用C8051F410芯片。所述控制模块具有音频接口，可用于语音提示信息。

所述射频模块包括高频收发单元、低频唤醒单元、分别与所述高频收发单元、低频唤醒单元连接的射频供电单元。所述高频收发单元与所述低频唤醒单元分别连接所述控制模块。其中，所述高频收发单元包括高频收发电路和与之连接的高频天线。所述高频收发单元的通信频率为2.4G。所述低频收发唤醒单元包括低频唤醒电路和与之连接的低频天线。所述低频收发唤醒单元的通信频率为125kHZ。当进入射频区域时，射频标签被射频阅读器读取，接收到低频信号时，低频唤醒电路被触发，低频唤醒电路将反馈信号发送给所述控制模块，还将触发值发送给高频收发电路，所述高频收发电路工作，将设备号、射频阅读器号等信息发送给控制模块。

如图2，所述低频唤醒电路包括唤醒芯片，如AS3933芯片、晶振BC、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3。所述唤醒芯片的电源端和接地端之间连接有所述第四电容C4。所述唤醒芯片的晶振输入端与晶振输出端之间连接有晶振BC。所述唤醒芯片分别连接由所述第一电容C1、所述第一电阻R1、所述第一电感L1三者并联的第一谐振电路、由所述第二电容C2、所述第二电阻R2、所述第二电感L2三者并联的第二谐振电路、由所述第三电容C3、所述第三电阻R3、所述第三电感L3三者并联的第三谐振电路。利用上述谐振电路可提高低频接收的灵敏度。

所述电源模块包括为所述控制模块供电的主控供电单元、以及GPS供电单元。在室外无射频区域时所述GPS供电单元开始工作。所述GPS供电单元包括第一三极管、第五电容、第四电阻。所述第一三极管的基极连接所述控制模块，所述第一三极管的基极与所述第一三极管的发射极之间连接有第四电阻，所述第一三极管的集电极经所述第五电容接地。当控制模块发送高电平时，第一三极管导通，所述GPS供电单元工作。

因北斗定位系统通信费用高昂，且现在移动通信的便捷性，本实用新型采用GPS模块用于实时接收位置信息，并采用SIM模块将定位信息发送给控制终端。所述SIM模块与所述控制模块初始化时，进行GSM数据协议转换，即将要发送的内容转换成GSM模块能够识别的格式以及将接收到的信息包解析成系统能够识别的信息或命令。所述GPS模块获取GPS信息并解析成有用的经纬度、高度等信息，经所述控制模块处理后，通过所述SIM模块发送给控制终端。

所述显示模块为LCD显示屏，可以显示位置信息，时间、状态等内容。

实施例二

本实用新型还提供一种室内外定位系统，包括具有多个射频阅读器的射频分布系统、卫星系统、控制终端、以及上述室内外定位的便携设备。所述室内外定位的便携设备与所述射频分布系统射频通信，所述室内外定位的便携设备与所述卫星系统卫星通信，所述室内外定位的便携设备与控制终端双向通信。

所述控制终端为预先设定好的授权号码或者软件系统。

考虑到便携性，当载体为人时，所述便携设备为智能手环、挂饰等；当载体为物品时，设备可以嵌入物品进行安装。

为了能在水下等区域使用或避免进水损坏，所述便携设备采用防水材料制成，且设备装配处设置防水密封结构或设置防水部件，如防水胶条、密封圈等。

上面所述的实施例仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。