一种基于NB网络和RF自组网的定位系统及方法与流程

本发明涉及一种基于nb网络和rf自组网的定位系统及方法。

背景技术：

企业在出售一些贵重的货物时，例如贵重药品、保健品、烟酒等，需要进行物流的跟踪，一方面是为了掌握货物的实时物流信息，另一方面是为了对货物在各级分销商的库存做好管控防止出现窜货，同时还可以跟踪货物流向生成大数据，分析消费者习惯便于制定销售策略。

目前，常用的定位方案是基于通用分组无线服务技术gprs和全球定位系统gps定位相结合的方式，这种方案存在以下缺点：

(1)gprs和gps功耗高，定位终端电池供电维持时间短；

(2)gps在室内及封闭环境内无法搜到卫星信号，无法定位；

(3)gprs穿透能力弱，如果产品是金属包装或者堆叠在一起会影响通讯效果；

(4)gprs基站容量小，区域内终端数量过多会导致基站超负荷，部分终端无法驻网。

而相比于传统网络，窄带物联网nb-iot比gprs增益提高20db，提高了100倍区域覆盖能力，且窄带物联网nb-iot具备海量连接能力，单个扇区支持10万节点接入，具有强链接，低功耗，高覆盖和低成本的优势。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种基于nb网络和rf自组网的定位系统及方法，它结构设计合理，将定位终端放置在货物上，通过nb网络实现实时跟踪货物定位信息，以及在单个货物极端情况下无法上报定位数据时会基于rf自组网进行数据上报，可以有效解决传统定位方式中因货物堆叠或金属包装产生的网络信号衰减问题，且定位终端的功耗低，成本低，解决了现有技术中存在的问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供了一种基于nb网络和rf自组网的定位系统，包括：云平台、nb-iot基站和至少两个定位终端，其中，

所述云平台包括服务器，所述服务器用于接收和处理定位终端发送的数据；

所述nb-iot基站，用于与所述定位终端进行通信连接；

所述定位终端包括nb模组、rf模组和电源模块，各模块之间通过线路连接；

所述nb模组，包括通信模块、存储模块和控制模块，

所述通信模块，用于基于nb网络与nb-iot基站建立通信连接，并获取nb-iot基站定位信息，将定位信息和定位终端内存储的数据上传至云平台；用于接收rf模组发送的数据或发送数据给rf模组；

所述存储模块，用于存储定位终端的设备信息和rf模组发送的数据；其中，所述设备信息包括设备id；

所述控制模块，用于控制rf模组通过rf无线信号发送或接收数据；

所述rf模组，包括接收模块和发送模块，

所述接收模块，用于通过rf无线信号接收周围定位终端发送的数据，并发送给nb模组；

所述发送模块，用于接收nb模组发送的数据，并通过rf无线信号发送至周围定位终端的rf模组。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位系统中，所述云平台还包括云数据分析模块，所述云数据分析模块用于统计和分析定位终端上传的定位数据和定位终端内存储的数据，提供物流管理功能。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位系统中，所述定位终端还包括nb天线和rf天线，

所述nb天线通过线路与nb模组相连，用于提高nb模组的无线增益；

所述rf天线通过线路与rf模组相连，用于提高rf模组的无线增益。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位系统中，所述rf无线信号为蓝牙信号或wifi信号或zigbee信号或lora信号或433无线通讯信号。

第二方面，本发明提供了一种基于nb网络和rf自组网的定位方法，包括：

定位终端通过nb网络向nb-iot基站发起连接；

若连接成功，定位终端获取nb-iot基站定位信息，定位终端通过nb网络将定位信息和定位终端内存储的数据上传至云平台，定位终端开启接收模式，定位终端通过rf无线信号接收周围定位终端的发送的数据；其中，所述定位终端内存储的数据包括定位终端在接收模式下接收到的数据；所述接收到的数据包括发送端定位终端的设备信息；

若连接失败，定位终端开启发送模式，定位终端通过rf无线信号发送定位终端的设备信息至周围处于接收模式的定位终端，接收到设备信息的定位终端将接收到的设备信息进行存储。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位方法中，所述定位终端通过nb网络向nb-iot基站发起连接，包括：

定位终端接入nb网络；

定位终端判断nb网络信号强度；

若nb网络信号强度高于设定值，定位终端通过nb网络与nb-iot基站建立连接；

若nb网络信号强度低于设定值，定位终端取消接入nb网络，定位终端开启发送模式。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位方法中，所述nb网络信号强度高于设定值，定位终端通过nb网络与nb-iot基站建立连接，包括：

定位终端判断电池电量值；

若电池电量值高于设定值，定位终端通过nb网络与nb-iot基站建立连接；

若电池电量值低于设定值，定位终端取消接入nb网络，定位终端开启发送模式。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位方法中，所述定位终端通过nb网络向nb-iot基站发起连接，具体为定位终端在云平台指定的上报时间通过nb网络向nb-iot基站发起连接。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位方法中，在所述定位终端在云平台指定的上报时间通过nb网络向nb-iot基站发起连接之前，定位终端开启低功耗待机模式；在所述低功耗待机模式下，定位终端未接入nb网络，并关闭接收模式和发送模式。

在本发明所述的一种基于nb网络和rf自组网的定位方法中，在所述定位终端通过nb网络将定位信息和定位终端内存储的数据上传至云平台后，包括：

云平台分析定位终端上传的定位信息和定位终端内存储的数据，得到货物的物流信息、销售信息和库存信息；

云平台评估货物的物流信息，提供物流跟踪功能；

云平台评估货物的销售信息，提供货物的生产和市场推广指导依据；

云平台评估货物的库存信息，提供窜货稽查管理功能。

本发明采用上述方案，提供了一种基于nb网络和rf自组网的定位系统及方法，它结构设计合理，将定位终端放置在货物上，通过nb网络实现实时跟踪货物定位信息，以及在单个货物极端情况下无法上报定位数据时会基于rf自组网进行数据上报，有效解决了传统定位方式中因货物堆叠或金属包装产生的网络信号衰减问题，且基于nb基站定位和rf无线技术的信号传输方式都为低功耗方案，nb基站定位是在建立网络连接时自动获取定位信息，只要nb网络有信号就能定位，无需消耗多余电量，同时，在货物集中时可以通过rf组网的方式选择电量好的模块上报数据，可实现功耗的平均分配，延长电池供电时间，定位终端的功耗低，成本低，并且，云平台通过分析货物定位数据，可实现物流管理，并辅助代理商进行库存管理，通过对产品销售数据进行分析，为生产和市场推广提供指导依据，实用性强。

附图说明：

图1为本发明实施例提供的一种基于nb网络和rf自组网的定位系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于nb网络和rf自组网的定位终端的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于nb网络和rf自组网的定位方法的流程图。

具体实施方式：

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明实施例提供的一种基于nb网络和rf自组网的定位系统的结构示意图。

如图1所示，该系统包括云平台110、nb-iot基站120和至少两个定位终端130。

云平台110包括服务器和云数据分析模块。

服务器用于接收和处理定位终端130发送的数据。

具体的，服务器接收定位终端130发送的定位信息和定位终端的设备信息，服务器将该数据存储并发送至云数据分析模块进行数据分析。

云数据分析模块用于统计和分析定位终端130上传的定位数据和定位终端内存储的数据，提供物流管理功能。

具体的，云数据分析模块分析定位终端130上传的定位信息和定位终端内存储的数据，得到货物的物流信息、销售信息和库存信息；

云数据分析模块评估货物的物流信息，提供物流跟踪功能；

云数据分析模块评估货物的销售信息，提供货物的生产和市场推广指导依据；

云数据分析模块评估货物的库存信息，提供窜货稽查管理功能。

nb-iot基站120，用于与所述定位终端130进行通信连接。

具体的，nb-iot基站120通过nb网络与定位终端130的nb模组进行通信连接。

定位终端130包括nb模组131、rf模组132、电源模块133、nb天线134和rf天线135，各部分之间通过线路连接。

图2为本发明实施例提供的一种基于nb网络和rf自组网的定位终端的结构示意图。

如图2所示，定位终端包括nb模组131、rf模组132、电源模块133、nb天线134和rf天线135。

nb模组131，包括通信模块、存储模块和控制模块。

通信模块，用于基于nb网络与nb-iot基站120建立通信连接，并获取nb-iot基站120定位信息，将定位信息和定位终端130内存储的数据上传至云平台110；用于接收rf模组132发送的数据或发送数据给rf模组132。

具体的，通信模块与nb-iot基站120建立通信连接后，定位终端自动获取定位信息，无需消耗多余电量，只要nb网络有信号就能对定位终端130进行定位，之后，通信模块通过nb网络将定位信息和定位终端130内存储的数据上传至云平台110的服务器，便于对货物的物流信息进行跟踪。

存储模块，用于存储定位终端130的设备信息和rf模组132发送的数据；其中，所述设备信息包括设备id。

控制模块，用于控制rf模组132通过rf无线信号发送或接收数据。

具体的，控制模块作为定位终端的主控模块，用来控制rf模组132的组网工作，当nb网络信号强且电源模块电量值高时，控制模块控制rf模组132不工作，定位终端130通过nb模组131进行通信和数据的收发；当nb网络信号弱或电源模块电量值低时，控制模块控制nb模组131不工作，定位终端130通过rf模组132与附近定位终端进行通信。

rf模组132，包括接收模块和发送模块。

接收模块，用于通过rf无线信号接收周围定位终端130发送的数据，并发送给nb模组131。

具体的，接收模块将定位终端130通过rf无线信号接收到的周围定位终端的设备信息发送给nb模组131的存储模块进行存储。

所述发送模块，用于接收nb模组131发送的数据，并通过rf无线信号发送至周围定位终端的rf模组132。

具体的，当定位终端130需要发送设备信息时，nb模组131的存储模块将该定位终端130的设备信息发送给发送模块，之后发送模块通过rf无线信号将该设备信息发送给周围的定位终端130

其中，rf无线信号包括但不限于蓝牙信号、wifi信号、zigbee信号、lora信号、433无线通讯信号。

所述电源模块133，用于给各个模块供电；用于电能的检测及分配。

具体的，当电源模块133检测到电量低时，定位终端130的nb模组131不工作，定位终端130通过rf模组132与周围的定位终端进行通信。

nb天线134通过线路与nb模组131相连，用于提高nb模组131的无线增益。

rf天线135通过线路与rf模组132相连，用于提高rf模组132的无线增益。

图3为本发明实施例提供的一种基于nb网络和rf自组网的定位方法的流程图。

如图3所示，该方法包括：

s301，低功耗待机。

此时，定位终端处于低功耗待机模式，在该模式下，定位终端未接入nb网络，并关闭接收模式和发送模式，以减少定位终端的电量消耗，延长电池的供电时间。

s302，上报时间到。

定位终端判断是否到达上报时间，具体的，定位终端在云平台指定的上报时间通过nb网络向nb-iot基站发起连接，若未到上报时间，定位终端处于低功耗待机模式；若到达上报时间，则执行下一步。

s303，开启nb网络。

若在s302中，定位终端判断到达上报时间，则定位终端开启nb模组并接入nb网络。

s304，nb信号最强。

具体的，定位终端评估nb信号强度，若nb信号高于设定值，则执行s305，否则，定位终端关闭nb模组的通信模块，取消接入nb网络，执行s310。

s305，电池电量最高。

具体的，定位终端评估电源模块的电池电量，若电池电量值高于设定值，则定位终端通过nb网络与nb-iot基站建立连接，执行s306，否则，定位终端关闭nb模组的通信模块，取消接入nb网络，执行s310。

s306，获取定位信息。

若在s305中，定位终端判断电池电量值高于设定值，并已通过nb网络与nb-iot基站建立连接，则定位终端获取nb-iot基站的定位信息。

s307，完成数据上报。

具体的，定位终端通过nb网络将定位信息和nb模组的存储模块中存储的数据上传至云平台。

s308，开启rf接收。

具体的，定位终端的rf模组中的接收模块开启，定位终端处于接收模式，在该模式下，定位终端通过rf无线信号接收周围定位终端发送的数据，该数据包括发送端定位终端的设备信息。

s309，存储数据等待下次上报。

具体的，定位终端的rf模组中的接收模块将在s308中接收到的周围定位终端发送的数据发送给nb模组，nb模组中的存储模块将该数据进行存储，完成本次上报。

进一步的，定位终端将在下一次上报时间到达后，重复s303及之后的步骤，并在s307中，将存储模块中存储的数据和所获取的定位信息上传至云平台。

s310，开启rf发送。

具体的，若在s304中，定位终端评估nb信号强度低于设定值，或在s305中，定位终端判断电池电量值低于设定值，定位终端取消接入nb网络后，则定位终端的rf模组中的发送模块开启。

s311，发送设备信息。

具体的，定位终端的rf模组中的发送模块开启后，定位终端处于发送模式，rf模组中的发送模块接收nb模组的存储模块中存储的数据，并通过rf无线信号将该数据发送至周围定位终端的rf模组，其中，该数据中包括该定位终端的设备信息。

为了更好的理解本方法，下面以举例的形式描述该方法。

举例而言，将定位终端放置在货物上，所有定位终端在指定的上报时间接入nb网络向云平台的服务器上报该定位终端的定位信息，并且，上报成功的定位终端开启rf模组的接收模式；若在接入nb网络时，因货物堆叠或有障碍物遮挡等原因，造成nb信号强度弱，或定位终端自身电量不高，则该终端的rf模组通过rf无线信号发送该终端的设备信息给周围处于接收模式的定位终端，接收到设备信息的定位终端将该信息存储在nb模组中，在下一次上报时间到达后再进行上报。

由此实现了在单个货物极端情况下无法上报定位数据时会基于rf自组网进行数据上报，有效解决了因货物堆叠或金属包装产生的nb网络信号衰减问题，并且，在货物集中时选择电量好的模块上报数据，可实现功耗的平均分配，延长电池供电时间，实用性强。

同时，云平台中的云数据分析模块通过统计和分析定位终端上传的定位数据和定位终端内存储的数据，可以得到货物的物流信息、销售信息和库存信息，以提供物流管理功能。具体的，云数据分析模块通过评估货物的物流信息，提供物流跟踪功能；通过评估货物的销售信息，提供货物的生产和市场推广指导依据；通过评估货物的库存信息，提供窜货稽查管理功能。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。