Zigbee定位系统及其中定位标签定位点切换方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种zigbee(紫蜂协议)定位系统及zigbee定位系统中定位标签定位点切换方法。

背景技术：

zigbee无线通信技术是一种低速率、低功耗、低成本的双向无线通信网络技术，可广泛应用于各个行业监控、安全系统、传感器传输网络、智能家居控制等领域。它工作在868mhz、915mhz和2.4ghz三个频段上，共有27个信道，通讯距离从标准的75m到几百米、甚至上千米。其中，工作于2.4ghz频段时提供250kbps的数据传输率，适用于高吞吐量、低延时或低作业周期的场合；工作于868/915mhz频段时提供20kbps、40kbps的数据传输率，适用于低速率、高灵敏度和大面积的场合。

zigbee协议栈是基于标准的七层开放式系统互联(osi)模型，但仅对那些涉及zigbee的层给予定义。ieee(电气和电子工程师协会)802.15.4-203标准定义了物理层(phy)和介质接入控制子层(mac)；zigbee联盟提供了网络层(nwk)和应用层(apl)框架的设计。其中应用层的框架包括应用支持子层(aps)、zigbee设备对象(zdo)和由制造商制定的应用对象。zigbee协议栈的每一层为其上层提供一组特定的服务：一个数据实体提供数据传输服务，一个管理实体提供其他全部服务。每个服务实体通过一个服务接入点(sap)为其上层提供服务结构，并且每个sap提供了一系列的基本指令来完成相应的功能。

基于zigbee协议栈的定位网络由三种设备节点组成：中心节点、参考节点和终端标签。中心节点是网络的发起者和组织者；参考节点负责网络内信息帧的路由并提供定位点的参考坐标；终端标签则是需要定位的移动个体。标签的信号广播后被参考节点接收并根据信号强度转换为距离信息，该距离 信息随后附加参考节点的id(身份标识)信息都反馈到标签。周期时间内，标签对比接收到的各个参考节点的距离信息，进行排序后将距离最近的参考节点信息发到中心节点。中心节点汇总所有标签的信息并传递到后台web(万维网)服务器上，根据参考节点的坐标和到标签的距离在2d(二维)位置图中标记出位置。

上述三种设备节点组成的网络可以有多种属性，比如室内和室外，比如1号楼的第3层和2号楼的第2层等等。在不同的属性之间如果要进行切换必须要经过共同的网络节点，比如室内到室外，必须由室内的节点到门口网络节点再由此门口网络节点切换到室外的节点去，因为正常情况下人在室内带着定位标签移动不可能通过除了门以外的其他方法到达室外的。当然实际情况可能存在人在室内带着定位标签正好对着窗口以外的室外节点，而室内又由于定位标签被阻挡而获取不到信号，此时的定位标签的的确确获得的室外信号更强，导致定位位置出现偏差。

当然，也存在这种可能，那就是当室内通过门口的网络节点切换到室外时，由于种种原因，后台没有接收到门口的网络节点的上报信息，导致定位位置出现偏差。

因此，在实际的定位应用中，存在室内、室外两种场景，由于位置节点具体的位置原因，如室内有实体墙阻隔、室外位置节点靠近窗户等多种特殊情况，导致定位标签在室内的时候组网到了室外的位置节点，在后台上也就显示在了室外的位置，还有可能定位标签挂载到了其它楼层的位置节点上，都会出现定位位置偏差的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中由于位置节点具体的位置原因导致定位标签在室内的时候组网到了室外的位置节点，在后台上也就显示在了室外的位置的缺陷，提供一种zigbee定位系统及其中定位标签定位点切换方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种zigbee定位系统，其包括一后台和多个组网设备，该些组网设备中的一个组网设备作为可移动的定位标签、其他所有组网设备位于至少两个不同的区域中，该后台是对该些组网设备的相对位置的再现，其特点在于，将该两个不同的区域中的一个区域中距离另一个区域距离最近的组网设备标记为切换节点；

作为定位标签的组网设备用于定位该作为定位标签的组网设备相对于其他组网设备的位置信息，每一位置信息均包括组网设备的识别信息和相对于该组网设备的位置；

该作为定位标签的组网设备还用于判断该些位置信息中位置相对于各自的组网设备的远近，并将位置最近对应的位置信息上报至该后台；

该后台用于在接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备作为切换节点的组网设备时，将作为定位标签的组网设备定位显示于其后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

较佳地，该后台还用于在先后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备是均未作为切换节点的组网设备、且分别位于不同的区域中时，从后接收到位置信息起算的一时间段内将作为定位标签的组网设备定位显示于先接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

较佳地，该后台还用于在长时间段后将作为定位标签的组网设备定位显示于后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

本发明还提供一种zigbee定位系统中定位标签定位点切换方法，其特点在于，其利用上述的zigbee定位系统实现，该定位标签定位点切换方法包括以下步骤：

s1、作为定位标签的组网设备定位该作为定位标签的组网设备相对于其他组网设备的位置信息，每一位置信息均包括组网设备的识别信息和相对于该组网设备的位置；

s2、该作为定位标签的组网设备判断该些位置信息中位置相对于各自的 组网设备的远近，并将位置最近对应的位置信息上报至该后台；

s3、该后台在接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备作为切换节点的组网设备时，将作为定位标签的组网设备定位显示于其后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

较佳地，步骤s2之后还包括以下步骤：

该后台在先后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备是均未作为切换节点的组网设备、且分别位于不同的区域中时，从后接收到位置信息起算的一时间段内将作为定位标签的组网设备定位显示于先接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

较佳地，该后台在长时间段后将作为定位标签的组网设备定位显示于后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明减少了zigbee定位系统中定位标签定位点突变的可能性，且使得定位点在不同的区域间正常切换。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的zigbee定位系统的示意图一。

图2为本发明较佳实施例的zigbee定位系统的示意图二。

图3为本发明较佳实施例的zigbee定位系统中定位标签定位点切换方法的流程图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本实施例提供一种zigbee定位系统，其包括一后台和多个组网设备，该 些组网设备中的一个组网设备作为可移动的定位标签、其他所有组网设备位于至少两个不同的区域中，该后台是对该些组网设备的相对位置的再现。

参见图1，该两个不同的区域为室内和室外，该室内的组网设备中的一个组网设备作为中心节点1、其他所有组网设备均作为参考节点，如图1的参考节点1和2；该室外的组网设备中的一个组网设备作为中心节点2、其他所有组网设备均作为参考节点，如图1的参考节点3。

而且，本实施例将该两个不同的区域中的一个区域中距离另一个区域距离最近的组网设备标记为切换节点，例如将图1中该室内中的作为参考节点2的组网设备标记为切换节点。

下面具体介绍各组件的功能：

作为定位标签的组网设备用于定位该作为定位标签的组网设备相对于其他组网设备的位置信息，每一位置信息均包括组网设备的识别信息和相对于该组网设备的位置；

该作为定位标签的组网设备还用于判断该些位置信息中位置相对于各自的组网设备的远近，并将位置最近对应的位置信息上报至该后台；

该后台用于在接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备作为切换节点的组网设备时，将作为定位标签的组网设备定位显示于其后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

例如，见图1，相较于其他的组网设备，当前作为定位标签的组网设备距离作为参考节点1的组网设备最近，作为定位标签的组网设备将位置最近对应的位置信息上报至该后台，该位置信息中包括有参考节点1和相对于参考节点1的组网设备的位置。

当用户携带作为定位标签的组网设备逐渐移动，且先后经过作为参考节点2且被标记为切换节点的组网设备和作为参考节点3的组网设备时，作为定位标签的组网设备将位于作为参考节点2的组网设备附近位置时的位置信息和位于作为参考节点3的组网设备附近位置时的位置信息先后上报给该后台。该后台先将作为定位标签的组网设备定位显示于先接收到的位置信息中 参考节点2对应的组网设备的对应的位置处，然后，由于参考节点2为切换节点，所以该后台在接收到后一位置信息时将作为定位标签的组网设备定位显示于参考节点3对应的组网设备的对应的位置处。另外，当定位标签在室内获得了更强的室外节点的信号，而这个节点又不是可以切换到室外的那个节点，那么后台可以将其定位到上一次室内的节点下。

当然，也存在这种可能性，即当室内通过门口的网络节点切换到室外时，由于种种原因，后台没有接收到门口的网络节点的上报信息，那么接下来定位标签在室外移动可能都会被定位在室内，这样的定位不符合实际情况，所以，本实施例还包括：

该后台还用于在先后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备是均未作为切换节点的组网设备、且分别位于不同的区域中时，从后接收到位置信息起算的一时间段内将作为定位标签的组网设备定位显示于先接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处，在长时间段后将作为定位标签的组网设备定位显示于后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

例如，见图1和2，作为定位标签的组网设备已经从位于图1中的作为参考节点1的组网设备的附近位置处移动至图2中作为参考节点3的组网社备的附近位置处，中间经过了作为切换节点的组网设备(即作为参考节点2的组网设备)，但是后台未接收到作为定位标签的组网设备位于作为切换节点的组网设备的附近位置处的位置信息，则后台从接收到含有参考节点3的位置信息起算的一时间段(如1小时)内将作为定位标签的组网设备定位显示于作为参考节点1对应的组网设备的对应的位置处，在1小时后将作为定位标签的组网设备定位显示于作为参考节点3对应的组网设备的对应的位置处。

由于定位标签通过切换节点进行定位点的切换，主要是用于防止短时间内定位标签的定位点跳变，所以当定位标签长时间定位在同种属性节点下即认为是定位切换，也不与在短时间内必须通过切换节点进行定位的切换有任 何的冲突。

如图3所示，本实施例还提供一种zigbee定位系统中定位标签定位点切换方法，其利用上述的zigbee定位系统实现，该定位标签定位点切换方法包括以下步骤：

步骤101、作为定位标签的组网设备定位该作为定位标签的组网设备相对于其他组网设备的位置信息，每一位置信息均包括组网设备的识别信息和相对于该组网设备的位置；

步骤102、该作为定位标签的组网设备判断该些位置信息中位置相对于各自的组网设备的远近，并将位置最近对应的位置信息上报至该后台；

步骤103、该后台在接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备作为切换节点的组网设备时，将作为定位标签的组网设备定位显示于其后接收到的位置信息中识别信息对应的组网设备的对应的位置处。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。