[发明专利]一种基于太阳能电池的被动式定位系统

说明书

本发明涉及一种基于太阳能电池的被动式定位系统包括：光源控制模块，光源和锚节点及无线数据采集模块和数据处理模块，锚节点包括太阳能电池、信号处理模块、电流检测与计量模块、锚节点控制模块、可见光通信解调模块和无线通信模块。锚节点控制模块，判断太阳能电池输出的电信号的变化量是否大于设定阈值，在太阳能电池输出的电信号的变化量大于设定阈值时，激活可见光通信解调模块和无线通信模块，命令可见光通信解调模块解调由光信号转换成的数字信号并识别出光源的编号，同时也命令锚节点的无线通信模块与定位系统的无线数据采集模块进行通信。本发明同时提供一种采用上述定位系统实现的定位方法，通过太阳能电池检测被定位目标遮挡的阴影链路获取定位目标的位置信息。

技术领域

本发明涉及一种基于太阳能电池的被动式定位系统及方法，属于定位领域。

背景技术

现今的定位技术的研究已经非常广泛，所应用到的设备也非常的丰富，主要包括视频摄像，红外，蓝牙，wifi，超声波，可见光等。然而这些技术设备都存在一些缺陷，比如，利用视频图像的识别来对目标定位并不适合比较私密的空间，红外和超声波定位设备比较昂贵，蓝牙和WiFi的定位精度不高等。最重要的是这些技术都需要通过外部电源进行供电才可以工作。因此增加了定位系统安装的复杂度，并提高了定位设备的后期维护费用。

近年来，国内外的科研机构都对基于可见光通信的定位技术进行了大量的研究，研究发现可见光的定位精度非常高可以到达毫米量级。但是这些研究全都是利用光电探测器对可见光的强度进行检测实现定位。由于光电探测器的成本较高，且易损坏，同时需要稳压电源提供供电，因此不适于大规模的进行应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种维护成本低，不需要外部供电的被动式定位系统，同时给出一种定位方法。技术方案如下：

一种基于太阳能电池的被动式定位系统包括：光源控制模块，分布在定位区域的多个光源和多个锚节点，无线数据采集模块和数据处理模块，其特征在于，锚节点包括太阳能电池、信号处理模块、电流检测与计量模块、锚节点控制模块、可见光通信解调模块和无线通信模块，其中，

光源控制模块，用于控制光源根据信道复用的方式发射光信号，使锚节点可以根据接收到的光信号识别出光源的编号；

太阳能电池，用来检测光源发射的光信号，并将光信号转换成电信号；用于对整个锚节点供电

信号处理模块，用于对太阳能电池输出的电信号进行放大和滤波处理；

电流检测与计量模块，用于检测信号处理模块输出的经过处理的电信号，将其转换成数字信号，并送入锚节点控制模块；

锚节点控制模块，判断太阳能电池输出的电信号的变化量是否大于设定阈值，在太阳能电池输出的电信号的变化量大于设定阈值时，激活可见光通信解调模块和无线通信模块，命令可见光通信解调模块解调由光信号转换成的数字信号并识别出光源的编号，同时也命令锚节点的无线通信模块与定位系统的无线数据采集模块进行通信，向无线数据采集模块发送该锚节点位置信息及对应的光源的编号；

无线数据采集模块将接收到的各锚节点的位置信息及对应的光源的编号发送到数据处理模块进行后续的定位处理。

本发明同时提供一种采用上述定位系统实现的定位方法，通过太阳能电池检测被定位目标遮挡的阴影链路获取定位目标的位置信息，步骤如下：

(1)初始阶段，定位区域没有目标出现的情况下，检测监控区域铺设的锚节点中太阳能电池的输出电流I₀；

(2)线下指纹采集阶段，此时各个太阳能电池产生的电流强度为I^k