一种基于方位定向的定位监听装置及室内定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及室内定位技术和蓝牙短距离无线通信技术领域，尤其涉及一种基于方位定向的定位监听装置，本发明同时还涉及采用该基于方位定向的定位监听装置的室内定位系统。
【背景技术】
[0002]在室内空间，由于受到卫星信号到达地面时信号强度较弱、不能穿透建筑物等问题，无法使用卫星定位，因此需要实现人员、物体等在室内空间中的位置定位，就需要借助到室内定位技术。
[0003]室内定位技术是指在室内环境中主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，确定室内空间中的人员、物体等所处位置的定位技术。目前主要采用的室内定位技术主要借助蜂窝基站定位、红外线定位、RFID定位等方式实现。借助蜂窝基站进行室内定位，同样涉及到蜂窝信号收到建筑物阻挡而定位性能较差的问题。借助红外线或RFID进行室内定位，主要是通过在室内分布设置安装若干个红外光学传感器或射频接收器，来接收各移动设备所发射的红外射线或者射频信号进行定位，可以解决室内定位的问题；但是，由于红外光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，并且容易受其他灯光干扰，而射频信号虽然能够穿过障碍物，但其作用距离较短(一般最长仅为几十米)，并且这两种定位方式都依赖于在室内布设大量的探测接收器感测信号后，借助多点定位算法(与基站定位算法相类似)计算出定位位置，大量的探测接收器不仅导致室内定位系统硬件成本的增加，还需要在室内针对各个进行探测接收器较为复杂的供电布线设计，总体造价较高，并且多点定位运算处理过程较为复杂，如果运算不当，或者其中一个探测接收器出现故障，则容易出现较大的定位误差，定位和定向的准确性都不够稳定。更重要的是，红外射线发射器和RFID射频发射器都不便于整合到大众常用的移动设备(例如手机)中，难以与目前市面上主流的个人移动设备进行通信适配，大大限制了室内定位技术的推广应用和发展。
[0004]为了顺应人们对室内定位应用技术的需求，室内定位技术的发展应当满足如下几方面的要求:
1、能够与大多数个人移动设备(例如手机)进行通信适配；
2、需要具备较长的工作年限，并且尽可能降低室内供电方案的实施成本；
3、能够较为准确地完成定向和距离的定位，从而较好地保证定位准确性。
[0005]而如何能够找到满足上述要求的室内定位设备和技术，成为了室内定位技术推广和发展的技术突破口。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于方位定向的定位监听装置，以满足能够与个人移动设备普遍适配通信和长时间续航工作的要求，并且能够用以较为准确地进行定向和距离的定位，来解决现有技术中室内定位技术难以满足室内定位应用需求，限制室内定位技术推广发展的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术手段:
一种基于方位定向的定位监听装置，包括电源和至少两个蓝牙信标模块；其中，由电源通过供电电路为各个蓝牙信标模块供电；每个蓝牙信标模块通过设置在其对应位置处的电磁屏蔽罩与其它蓝牙信标模块相互隔开；每个电磁屏蔽罩具有一金属材质且呈抛物面形状的反射面，且各个电磁屏蔽罩的反射面分别朝向不同的方向，每个蓝牙信标模块安装在其对应的电磁屏蔽罩的反射面焦点位置处，使得蓝牙信标模块的信号通信方向被定向为其对应电磁屏蔽罩的反射面所朝向的方向。
[0008]相应地，本发明还提供了采用上述基于方位定向的定位监听装置的室内定位系统实现方案；为此，本发明采用了如下的技术方案:
一种基于方位定向的室内定位系统，包括上述的定位监听装置和定位处理器；所述定位监听装置用于通过其各个蓝牙信标模块分别与进入其蓝牙信号覆盖范围的低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信；所述定位处理器记录有定位监听装置中各个蓝牙信标模块对应的信号通信方向信息，用于获取定位监听装置中各个蓝牙信标模块各自与低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信的信号强度，根据定位监听装置中各个蓝牙信标模块对应的蓝牙无线通信信号强度以及各个蓝牙信标模块对应的信号通信方向信息估算低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的方位角度，并采用信号强度测距算法确定低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的距离，从而确定定位监听装置与低功耗蓝牙通信设备之间的相对位置关系，实现定位。
[0009]上述基于方位定向的室内定位系统中，作为一种可选择方案，所述定位监听装置中的各个蓝牙信标模块还用于分别检测其各自与低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信的信号强度；所述定位处理器与所述定位监听装置设置在同一设备上，且定位处理器分别与定位监听装置中各个蓝牙信标模块进行数据通信连接，获取各个蓝牙信标模块各自与低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信的信号强度。
[0010]上述基于方位定向的室内定位系统中，作为一种可选择方案，所述定位监听装置中的各个蓝牙信标模块还用于分别检测其各自与低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信的信号强度，且各个蓝牙信标模块还分别与一个移动通信模块进行数据通信连接；所述定位处理器设置于移动通信网络设备上，通过移动通信网络设备与定位监听装置的移动通信模块进行移动通信，从而获取定位监听装置中各个蓝牙信标模块各自与低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信的信号强度。
[0011 ] 上述基于方位定向的室内定位系统中，作为一种可选择方案，所述室内定位系统还包括低功耗蓝牙通信设备，所述低功耗蓝牙通信设备用于在与定位监听装置进行蓝牙无线通信时检测定位监听装置中各个蓝牙信标模块各自与其进行蓝牙无线通信的信号强度；所述定位处理器与所述低功耗蓝牙通信设备设置在同一设备上，且定位处理器与低功耗蓝牙通信设备进行数据通信连接，获取定位监听装置中各个蓝牙信标模块各自与低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信的信号强度。
[0012]上述基于方位定向的室内定位系统中，作为一种可选择方案，所述室内定位系统还包括具备移动通信能力的低功耗蓝牙通信设备，所述低功耗蓝牙通信设备用于在与定位监听装置进行蓝牙无线通信时检测定位监听装置中各个蓝牙信标模块各自与其进行蓝牙无线通信的信号强度；所述定位处理器设置于移动通信网络设备上，通过移动通信网络设备与所述具备移动通信能力的低功耗蓝牙通信设备进行移动通信，从而获取定位监听装置中各个蓝牙信标模块各自与低功耗蓝牙通信设备进行蓝牙无线通信的信号强度。
[0013]上述基于方位定向的室内定位系统中，作为一种可选择方案，所述定位监听装置中包含有至少三个蓝牙信标模块；所述定位处理器估算低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的方位角度的具体方式为:定位处理器中预设有方位换算关系式；所述方位换算关系式用于记录定位监听装置中任意三个蓝牙信标模块与同一外设通信的蓝牙无线通信信号强度比例和该外设相对于所述三个蓝牙信标模块各自对应的信号通信方向的偏离角度之间的换算关系；定位处理器则根据定位监听装置中任意三个蓝牙信标模块与低功耗蓝牙通信设备通信的蓝牙无线通信信号强度，利用所述方位换算关系式，换算确定低功耗蓝牙通信设备相对于所述三个蓝牙信标模块各自对应的信号通信方向的偏离角度，进而确定低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的方位角度。
[0014]上述基于方位定向的室内定位系统中，作为进一步改进方案，所述定位处理器估算低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的方位角度时，还根据定位监听装置中各个蓝牙信标模块各自的通信能力对其蓝牙无线通信信号强度的影响情况，对估算的低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的方位角度进行补偿修正。
[0015]上述基于方位定向的室内定位系统中，作为一种可选择方案，所述定位处理器估算低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的方位角度的具体方式为:定位处理器将定位监听装置中与低功耗蓝牙通信设备进行通信的蓝牙无线通信信号强度最大的一个蓝牙信标模块所对应的信号通信方向确定为低功耗蓝牙通信设备相对于定位监听装置所在的方向，从而确定低功耗蓝牙通信设备与定位监听装置之间的方位角度。
[0016]相比于现有技术，本发明具有以下有益效果:
1、本发明基于方位定向的定位监听装置，其借助蓝牙信标模块实施定位监听信号的发送，功耗低、续航时间长，能够与目前市面上的主流个人移动设备相适配，且借助电磁屏蔽罩的屏蔽隔离和反射面定向的作用，结合蓝牙无线通信的信号强度检测和测距，较好地保证了定位准确性，解决了现有技术中室内定位技术难以满足室内定位应用需求，限制室内定位技术推广发展的问题。
[0017]2、利用本发明基于方位定向的定位监听装置，借助具有数据处理功能的定位处理器，就可以组合构建形成一套室内定位系统，并且构建形式多样，能够满足多种不同室内定位应用环境的需求。
【附图说明】
[0018]图1为本发明基于方位定向的定位监听装置一种【具体实施方式】的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]本发明提供了一种基于方位定向的定位监听装置。如图1所示，该定位监听装置包括电源I和至少两个蓝牙信标模块2(图1中示出了设置三个蓝牙信标模块的结