[发明专利]跟踪无线信标的移动群定位系统

说明书

本发明是跟踪无线信标的移动群定位系统，定位网络由固定的接收器和移动的手机共同构成，无线信标使用公共频段，单向且定时发出ID码，接收器识别ID码，通过手机通讯网络发送到服务器，后台程序分析不同接收器收到的ID码，依据接收器的位置坐标，确定靠近的信标的位置。本发明的定位网络拓展性好，方便临时快速部署，构成室内外无缝对接的定位系统，实现无死角全面覆盖，特别适合做人群监控、儿童搜索及宠物寻回。

(一)技术领域

本发明是基于无线信标跟踪的室外/室内定位系统，定位网络由信号接收器组成，接收器的地理位置已知，且位置可调整以拓展定位网络，后台分析不同接收器收到的信标的信号，能够较精确的实现单点或多点定位。本发明能够快速拓展定位网络，精确识别靠近的无线信标，特别适合组建移动群定位网络，实现对人员/宠物的室内外全面定位覆盖。

(二)背景技术

GPS是常用的定位技术，设备通过接收太空轨道的多个卫星信号做定位运算，收到的卫星信号越多，定位精度越高。但如果在建筑内，卫星信号受到很大限制，而且衰减大，很难达到高精度。更麻烦的是建筑的临近楼层位置差别小，民用GPS测量高度误差很大，在室内定位中几乎没有实用价值。

可实现室内定位的技术有无线信号、声波、可见光及地磁场定位。无线信号需要在室内布置多个无线热点，通过读取应答器的ID码和测量信号强度来确定位置，精度有限但成本较低；超声波在室内布置多个接收机，定位器向固定的接收机发射超声波，从而获得定位器与各个接收机的距离，由此确定定位器的位置，精度较高，但需要布置大量硬件；.可见光通过天花板上的LED灯发出光信号传输ID码，应答器通过识别ID码和测量光线强度来确认位置，定位精度很高，但光信号很容易被遮挡；地磁场利用不同空间磁场差异性来定位，建筑的各楼层会分别构建各自独特的地磁场图，可以测量以确定位置并生成对应的室内地图，该系统需要事先测量和建模，前期投资大。

可以看出，上述定位技术都需要事先安装硬件或生成室内地图，由于建筑物数量极其庞大，很难做到各建筑的事先预置。设计可拓展、自学习的室内定位系统，已经成为迫切的技术需求。

注意到上述问题，本发明提出一种跟踪无线信标的群定位系统，多个信号接收器组成定位网络，接收器可以提前预置，也可以临时部署，具有很高的拓展性。无线信标使用公共频段，单向且定时发出ID码。信号的有效接收半径0～30米，接收器识别ID码，并通过手机通讯网络发送到服务器，后台程序分析不同接收器收到的ID码，依据接收器的位置坐标，确定靠近的信标的位置。本发明能够快速部署接收器，高效拓展定位网络，实现对更多区域的定位覆盖，解决GPS系统的技术缺陷，构成室内外无缝对接的创新定位系统。

(三)发明内容

GPS定位需要一整套芯片组件，比较耗电，需要经常充电，现有硬件的体积较大，随身携带不方便。采用无线信号定位相对简单，无线信标使用公共频段，定时发出特定的ID码，发送频次可调。接收器的位置预先设定，带有通讯模块，能够实时上传信标的ID码，后台程序根据不同接收器上传的ID码，计算确定信标的位置。本发明采用无线信标作为定位器，信标不接收信号，极大简化配套电路，硬件小巧，适合长期使用，无须反复充电。

本发明的信标没有GPS组件，不能直接定位。信标与接收器无须双向通讯，接收器只负责接收信标的ID码，不用发回数据。信标的信号强度专门设计，在0～30米的半径范围内可被接收器识别，超出设计范围后，接收器会过滤掉那些弱信号，视为未收到。本发明把接收器分为两类，一类是固定热点，没有GPS组件，一类是移动热点，包含GPS组件。接收器均带有通讯模块，以无线方式与手机基站连接。某个接收器收到一个信标的ID码，会将数据信息发送到基站，通过手机服务商的数据网络上传服务器，后台程序确认信标的ID码后，把这个接收器的位置标注为信标的位置，显示在电子地上，完成对信标的定位。接收器在一定时间段反复收到该ID码，说明信标位置保持不变。

以上为单点定位，精度不高。要提高定位精度，可在区域内均匀布置多个接收器，某个信标的信号被多个接收器收到，信号强度有区别，依据不同接收器的位置，通过多点定位算法，后台程序能够更精确计算信标的位置，大大提高定位精度。