基于Zigbee的室内定位监测系统及其监测方法与流程

文档序号:12479512阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:其包括数据库中心(1)、多个位置节点(2)、多个定位卡片(3)、多个路由及数据传送节点(4);数据库中心(1)将各个位置节点(2)的信息记录并存储,且通过可视化地图方式展示;每个位置节点(2)定时搜索未知的定位卡片(3)并建立连接,同时通过这些路由及数据传送节点(4)保持与数据库中心(1)的通信通路;所有定位卡片(3)通过广播方式,发送在线状态信息,并建立与这些位置节点(2)及这些路由及数据传送节点(4)的通信通路。

2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:每个位置节点(2)扫描定位卡片(3)的入网信号,并与之进行连接;定位卡片(3)建立与位置节点(2)的通信连接后,将上报的有效数据保存到内部RAM中,检测通信的RSSI信号强度,将有效数据打包后,等待与路由及数据传送节点(4)的通信,将打包数据上报路由及数据传送节点(4)。

3.根据权利要求2所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:定位卡片(3)采用一种分布式定位计算方法建立与这些位置节点(2)的通信。

4.根据权利要求1所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:每个定位卡片包括控制模块(30)以及分别与控制模块(30)电性连接且受控于控制模块(30)的电池/电源管理模块(31)、电量采集电路(32)、温度采集电路(33)、状态指示模块(34)、射频电路(35)、通信电路(36);通过电量采集电路(32),实时采集相应定位卡片的电量信息;通过温度采集电路(33),实时采集相应定位卡片的温度参数;通过状态指示模块(34),将工作状态以指示灯的方式展示;通过射频电路(35),将无线射频信号进行收发并检测信号强度;通过RS485通信电路(36),对相应定位卡片进行设置。

5.根据权利要求4所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:通过一个电池接入端口将电池供电接入电池/电源管理模块(31),电池的正端串连二极管D6,输出电源VDD作为电池/电源管理模块(31)的供电电压;电池/电源管理模块(31)将电源VDD转换为电源VCC,并将这两种电源供相应定位卡片(3)的各个模块使用。

6.根据权利要求5所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:电池/电源管理模块(31)包括电源芯片、电阻R3、电容C11、电容C14、二极管D6;所述电源芯片的电源输入端IN连接电源VDD,电源VDD一方面经由电容C11接地,另一方面经由电阻R3连接所述电源芯片的使能端EN;所述电源芯片的电源输出端OUT输出电源VCC,所述电源芯片的接地端GND接地且与电源VCC之间串接电容C14。

7.根据权利要求5所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:控制模块(30)包括CC2530芯片、复位电路、两个晶振电路、去耦及滤波电路、射频收发电路;复位电路对CC2530芯片提供复位,两个晶振电路对CC2530芯片提供工作需要的晶振,去耦及滤波电路对CC2530芯片实现去耦及滤波功能,射频收发电路对CC2530芯片实现无线收发功能。

8.根据权利要求7所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:去耦及滤波电路包括电感L1、电容C1~C8;电容C1并联在CC2530芯片的引脚AVDD_DREG上,电容C2并联在CC2530芯片的引脚DVDD上,电容C3并联在CC2530芯片的引脚AVDD5/AVDD_SOC上,电容C4并联在CC2530芯片的引脚AVDD3上,电容C5、电容C6均并联在CC2530芯片的引脚AVDD2、AVDD1、AVDD4上,电容C7并联在CC2530芯片的引脚AVDD_GUARD上,电容C8与电容C1~C7并联且经由电感L1连接电源VDD。

9.根据权利要求7所述的基于Zigbee的室内定位监测系统,其特征在于:射频收发电路包括电容C9~C10、C12、C15~C17及电感L2~L4;电容C9的一端连接CC2530芯片的引脚RF_P,电容C9的另一端经由电容C10、电容C17接地;电容C12的一端连接CC2530芯片的引脚RF_N,电容C12的另一端经由电容C15接地;电感L2的一端接地,电感L2的另一端连接在电容C9和电容C10之间且还连接电感L3的一端,电感L3的另一端连接在电容C12和电容C15之间且还连接电感L4的一端,电感L4的另一端连接在电容C10和电容C17之间且还经由电容C13接外部天线E1;电容C16的一端接外部天线E1,电容C16的另一端接地。

10.一种根据权利要求1至9中任意一项所述基于Zigbee的室内定位监测系统的室内定位监测方法,其特征在于:其包括以下步骤:

根据具有数据库中心(1)的服务器提供的图形选择并建立一个室内定位系统显示图;在显示图中选择若干个安装点以安装位置节点(2)、多个定位卡片(3)、多个路由及数据传送节点(4)且均进行初始化,后采用手持机调试各个节点,保证节点通信及数据正常;根据现场情况选取适当位置安装交换机(5)及网线,将整个硬件设备搭建完毕;

位置节点(2)扫描定位卡片(3)的入网信号,并与之进行连接,建立与位置节点(2)通信连接后,将上报的有效数据参数保存到定位卡片(3)的内部RAM中,检测通信的RSSI信号强度,将有效信号打包后,等待与路由及数据传送节点(4)的通信,将打包数据上报路由及数据传送节点(4);

定位卡片(3)建立与若干个位置节点(2)通信,采用一种分布式定位计算方法;位置节点(2)根据从距离最近的定位卡片(3)接收到的信息,对定位卡片(3)进行本地计算,确定相关定位卡片(3)的位置,并获取最近的定位卡片(3)的节点设备ID参数,与自身的相关信息参数打包后,等待与路由及数据传送节点(4)的通信;

路由及数据传送节点(4)处于不间断工作状态,监听所有节点的通信信号,当检测到位置节点(2)及定位卡片(3)的通信信号后,主动建立与各个节点的无线通信连接,将各个节点的有效数据包通过网线及交换机(5)转发到服务器;

服务器将路由及数据传送节点(4)上报的数据包解析,显示各个位置节点(2)的在线状态,并根据定位系统初始化数据,计算分析出定位卡片(3)的地理位置;根据定位卡片(3)的数据包得到其相对位置;根据多点位置节点(2)的数据,精确计算出定位卡片(3)的绝对位置。

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