[发明专利]一种基于125K辅助的蓝牙beacon室内定位设备

权利要求书

1.一种基于125K辅助的蓝牙beacon室内定位设备，包括定位系统(1)，其特征在于，所述定位系统(1)由若干个125K发射器、蓝牙模块、若干个蓝牙基站以及后台服务器构成，若干个所述125K发射器连接所述蓝牙模块，所述蓝牙模块包括若干个蓝牙标签，每个所述125K发射器连接两个所述蓝牙标签，每两个与所述125K发射器相连接的所述蓝牙标签连接一个所述蓝牙基站，若干个所述蓝牙基站共同连接所述后台服务器；

所述定位系统(1)具体为125K激发器、带125K唤醒的蓝牙标签、蓝牙网关或基站和所述后台服务器，所述125K激发器连接所述带125K唤醒的蓝牙标签，所述带125K唤醒的蓝牙标签连接所述蓝牙网关或基站，所述蓝牙网关或基站连接所述后台服务器，所述125K激发器包括Flash、曼彻斯特大编码、ASK调制和偶极子天线，所述带125K唤醒的蓝牙标签包括125K陶瓷天线、125K接收器、MCU控制器、2.4GHz蓝牙发射器和2.4GHz陶瓷天线，所述蓝牙网关或基站包括2.4GHz蓝牙接收机、定向或全向天线、MCU控制器、TCP接口和RAM；

所述蓝牙胸卡(2)由盖板(3)、电池(5)、所述定位系统(1)中的所述蓝牙模块(4)、125K线圈(6)以及盒体(7)，所述蓝牙模块(4)连接所述电池(5)，所述电池(5)安装在所述盒体(7)内部，且所述电池(5)与所述盒体(7)之间安装所述125K线圈(6)，所述盖板(3)位于所述电池(5)顶部；

所述带125K唤醒的蓝牙标签采用超低功耗设计，寿命大于两年，主要由电路(8)、电池(5)和外壳组成，所述电路(8)部分包括125K天线和接收器、Flash、MCU控制器、蓝牙发射器和电池，125K天线和接收器持续不间断工作，工作电流2uA，蓝牙发射器及MCU采用周期工作和唤醒工作模式，发射状态时，整机电流15mA，休眠时电流5uA，工作占空比5％；

所述蓝牙模块在接收到125K信号时，125K接收器唤醒MCU，将ID号送往MCU，同步更新Flash内存储的125K的ID号，供MCU周期性发射时读取，MCU唤醒后启动猝发模式，连续发2秒，每秒发送8次，发射内容包括本地ID和125K激发器的ID，周期性发射时，MCU根据内部的定时器每200-1000ms唤醒一次，唤醒后从Flash中取得最新的125K激发的ID号，与本地ID合发发射，记录蓝牙卡片经过的最近的125K激发器；

所述蓝牙模块采用立柱定位，热熔立柱顶端固定，125K线圈通过上盖限位结构定位，并通过灌胶固定四周，上下盖通过超声波封装；

所述电路(8)的125K同时支持三个频点的信号接收，当有125K信号时触发指定序列，唤醒蓝牙芯片内置的MCU，三个频点即支持三个频道、三种类型的基站；

所述蓝牙网关或基站进行初步预处理，周期性的回传给服务器，蓝牙接收模块持续接收空间内的beacon报文，送至MCU进行预处理，去除重复接收的报文，再由网络传输模块定期将采集到的所有信息发送给服务器；

所述后台服务器包括定位算法、数据处理、位置运算、数据库和全系统参数配置，且所述后台服务器负责信息的处理、位置运行和数据库存储，同时负责全系统的参数配置；

所述带125K唤醒的蓝牙标签通过所述125K陶瓷天线连接所述125K接收器，所述125K接收器连接所述Flash以及所述MCU控制器，所述Flash连接所述MCU控制器，所述MCU控制器连接晶振以及所述2.4GHz蓝牙发射器，所述晶振也连接所述2.4GHz蓝牙发射器，所述2.4GHz蓝牙发射器连接所述2.4GHz陶瓷天线；

在使用时，125K激发器持续发射125K信号，覆盖周围2-6米的区域；蓝牙标签进入到125K激发区域，125K模块接收到125K激发器的ID信息，唤醒蓝牙模块，并将ID信息转发给蓝牙模块，蓝牙模块转发收到的ID信息至蓝牙基站；蓝牙基站对所收到的beacon信息进行去重之后，打包发送至后台服务器；后台服务器融合多个蓝牙基站收到的信息，结合125K激发器的预定位置，计算出蓝牙标签所处的位置；

其中，125K激发器的存储器内由后台服务器预置ID号，ID号经过曼彻斯特编码，再由ASK调制发送，125K激发器提供功率控制，通过控制发射功率调整信号覆盖范围；125K激发器的ID号和蓝牙标签的ID号被蓝牙网关收取后，转发至后台服务器，后台服务器根据125K激发器的ID号、蓝牙标签的ID号、定位网关的位置信息计算出蓝牙标签的位置；

室内定位采用两种模式：125K辅助模式和蓝牙基站定位模式，两种模式可以独立运行，也可以融合运行；在125K辅助模式下，主要依靠125K的激发器和信号强度推算标签与激发器的距离，125K的传输不受障碍物影响，边界清晰；蓝牙基站定位模式采用RSSI强度测量和双曲线法测定标签位置，常用于GPS定位；

其具体实施步骤包括：

1、部署后台服务器；在内网部署服务器，用于汇聚、处理定位数据，计算标签的位置；

2、激励器部署与配置；在门、窗和其它重要出入口和重点区域部署125K激发器，优化激发器的发射功率，控制覆盖范围，在服务器后台配置125K激发器的位置信息，为定位作基准，并为每个激发器配置ID号；

3、125K蓝牙标签的部署与配置；设定蓝牙标签具备唤醒发射和周期性发射两种发射模式的参数，唤醒发射时，转发125K的ID号，同时附上本地ID号，根据实际环境设置，设置发射频率和时长，周期性发射一般不高于500ms一次，发射频次过高会降低卡片寿命；

4、部署蓝牙基站；大门的内外和房间内部署蓝牙基站，在房间的四角旋转蓝牙卡，测试蓝牙基站的接收信号强度，确保蓝牙基站可以稳定的覆盖整个房间，配置蓝牙基站的地址，接入后台服务器，并在后台服务器中录入基站的位置信息，将采集数据上传至服务器；

5、后台服务器根据多个基站的接收信息以及125K激励器的位置联合运算，测算出标签所处的位置。