行优化处理，从而获得定位终端的精确位置信息，并将位置信息经链路发送至服务器，由服务器做进一步处理。
[0028]具体定位方法为利用电磁波飞行时间差进行精确定位，是现有技术比较成熟的精确定位方法:定位终端向定位节点发送第一次定位数据包，定位分站收到第一次定位数据包后，立即发出第一次应答消息，并且定位分站记录下收到第一次定位数据包到发出第一次应答消息的时间段，记录为T2，定位终端收到定位分站发出的第一次应答消息，记录下定位终端从发送第一次定位数据包到接收到第一次应答消息的时间段，记录为Tl ;定位分站向定位终端发出第二次定位数据包，第二次定位数据包包含了 T2时间信息，并接收定位终端发回的应答消息，记录定位分站从发出第二次定位数据包到接收应答消息的时间段记录为T3，定位终端收到第二次定位数据包后向定位分站发出应答消息，定位终端记录从接收到发送的时间段为T4，定位分站收到定位终端的应答消息后将记录有T3信息的数据包发送给定位终端。
[0029]定位终端根据Tl，T2，T2，T4时间信息带入以下公式进行计算定位终端和定位分站的距离h:h= (T1-T2+T3-T4) /4*C其中C为光速。
[0030]本发明还提供了一种链路自愈方法，包括如下步骤:
自愈式精确人员定位系统上电后，定位分站正常工作启动链路监测:定位分站通过以太网同服务器建立TCP连接，开始定时间隔发送链路心跳数据包，服务器收到定位分站发出的心跳包后回复心跳回应数据包，定位分站接收到正确的心跳回应数据包即可判断TCP连接和物理链路连接畅通，一旦定位分站超过定时间隔时间没有接收到心跳包，主板读取以太网物理层链路状态寄存器标识位，来判断传输介质的连接状态，如果在设定时间内物理层内部都显示物理链路已断开，则判断定位分站失去以太网连接。此时，定位分站启动无线通道发现和建立流程:定位分站定时通过天线向四周广播无线链路发现数据包，当收到临近定位分站回应的无线链路OK数据包后，将书包缓存并解析，选取其中无线信号最强的临近定位分站，与之建立无线应急通道，恢复人员定位系统功能。
[0031]当发生意外事故至以太网连接断开时，本发明内置的链路监测算法监测到有线连接已经断开，在经过干扰滤波处理后，最终确认链路状态，一旦确认有线链路断开，定位分站立即开始建立无线通道，定位分站开始调整自身的无线链路发射和接收功率，搜索并选取链路信号最强的临近定位分站建立无线的应急通道，恢复数据通信。
[0032]链路监测算法流程如图4所示，自愈式精确人员定位系统上电开始工作，定位分站发送心跳包至服务器，进行心跳包接收滤波，若接收到服务器发出的TCP心跳回应数据包，则判定定位分站以太网连接正常，定位分站等待发送时间间隔定时发送心跳包；若没有接收到服务器发出的TCP心跳回应数据包，则进行链路状态滤波判断以太网物理链路是否断开；若判断以太网物理链路没有断开则等待检测链路状态的时间间隔，重置TCP连接，恢复定时发送心跳包；若判断以太网物理链路断开则进行太网物理链路状态修复，以太网物理链路状态修复过程完成之后，判断以太网物理链路是否修复；若判断以太网物理链路已修复，则进一步判断无线链路是否已启动，若无线链路已启动则关闭无线链路，等待检测链路状态的时间间隔后重置TCP连接，恢复定时发送心跳包；若判断以太网物理链路未修复，则进一步无线链路是否已启动，若无线链路未启动则启动无线链路通道建立无线连接，若无线链路已启动则等待检测链路状态的时间间隔，重复修复链路状态工作。
[0033]无线链路建立流程如图5所示，定位分站启动无线通道之后，向四周广播链路发现数据包，若没有收到回应无线链路OK数据包，则间隔一定时间后重复广播；若收到无线链路OK数据包则缓存并分析回应数据包，当发现临近有合适的定位分站则建立无线应急通道，当没有发现临近有合适的定位分站建立连接则继续定时间隔广播链路发现数据包，直到发现合适的临近分站建立连接。
[0034]虽然已在具体实施方案中描述了本发明的实施方案及其各种功能组件，但是应当理解，可以用硬件、软件、固件、中间件或它们的组合来实现本发明的实施方案，并且本发明的实施方案可以用在多种系统、子系统、组件或其子组件中。
[0035]以上所述，仅为本发明专利较佳的【具体实施方式】，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
[0036]此外，对于本领域的普通技术人员来说可显而易见的得出其他优点和修改。因此，具有更广方面的本发明并不局限于这里所示出的并且所描述的具体说明及示例性实施例。
【主权项】
1.自愈式精确定位分站，包括电源模块、主板、定位核心、接口板、以太网接口、RS485接口、CAN接口和天线，电源模块通过电源线路连接主板、定位核心、接口板、以太网、CAN接口和RS485接口，其特征在于: 所述主板，为具有链路监测功能的处理核心； 所述定位核心，为具有提供无线通道及精确测距功能的的无线收发器； 所述接口板，包括以太网、RS485和CAN2.0B现场总线核心； 所述主板分别与所述定位核心、所述接口板电连接。2.如权利要求1所述的自愈式精确定位分站，其特征在于:定位核心采用NLSG0501A芯片。3.如权利要求1所述的自愈式精确定位分站，其特征在于:接口板上的以太网、RS485和CAN2.0B现场总线具有2000V AC光电隔离的接口保护模块。4.如权利要求1或3所述的自愈式精确定位分站，其特征在于:所述以太网、所述RS485和所述CAN2.0B现场总线分别至少包括两个接口。5.如权利要求1所述的自愈式精确定位分站，其特征在于:所述处理核心为ARMCortex-M4 处理器。6.一种自愈式精确人员定位系统，包括服务器、交换机、多个定位分站和多个定位终端，其特征在于: 所述定位分站，包括电源模块、主板、定位核心、接口板、以太网接口、RS485接口、CAN接口和天线，电源模块通过电源线路分别连接主板、定位核心、接口板、以太网、CAN接口和RS485接口 ；所述主板为具有链路监测功能的处理核心；所述定位核心为具有提供无线通道及精确测距功能的的无线收发器；所述接口板包括以太网、RS485和CAN2.0B现场总线核心；所述主板分别与所述定位核心、所述接口板电连接； 所述定位分站通过以太网以手拉手的方式通过交换机连接至管理PC机上，所述定位核心以线性调频的方式与所述定位终端建立无线连接。7.一种链路自愈方法，包括如下步骤: 51:自愈式精确人员定位系统上电后，定位分站正常工作，定位分站主板启动链路监测，定位分站通过以太网同服务器建立TCP连接，开始定时间隔发送链路心跳数据包，服务器收到所述心跳数据包后，回复心跳回应数据包； 52:所述主板接收到正确的心跳回应数据包即可判断TCP连接和物理链路连接畅通； 53:当所述主板超过定时间隔时间没有接收到心跳回应数据包，主板读取以太网物理层链路状态寄存器标识位，来判断传输介质的连接状态，如果在设定时间内物理层内部都显示物理链路已断开，则判断定位分站失去以太网连接； 54:当定位分站失去以太网连接后，定位分站启动无线通道发现和建立流程:定位分站定时通过天线向四周广播无线链路发现数据包，当收到临近定位分站回应的无线链路数据包后，将数据包缓存并解析，选取其中无线信号最强的临近定位分站，与之建立无线应急通道，恢复人员定位系统功能。
【专利摘要】本发明提出了一种自愈式精确定位分站、系统及链路自愈方法，解决了现有人员定位分站无线连接断开之后失去通信能力的问题，应用于煤矿、工厂等固定环境、高人员密度场景内。自愈式精确定位分站，包括电源模块、主板、定位核心、接口板、以太网接口、RS485接口、CAN接口和天线，电源模块通过电源线路连接主板、定位核心、接口板、以太网、CAN接口和RS485接口，主板为具有链路监测功能的处理核心；定位核心为具有提供无线通道及精确测距功能的无线收发器；接口板包括以太网、RS485和CAN2.0B现场总线核心。本发明可以快速判断定位分站有线链路连接状态，并在有线链路失去连接时启动无线通信通道，使定位分站恢复工作。
【IPC分类】G01S5/06, H04W64/00
【公开号】CN105101411
【申请号】CN201510561772
【发明人】张英俊, 陆望东, 潘理虎, 冯向阳, 谢斌红, 赵宝金
【申请人】太原科技大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月7日