CN101470188B - 一种移动定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动定位系统和方法，系统包括在定位设备和定位对象之间分别与电信网络和紫蜂Zigbee无线网络进行通讯、分别接收全球定位系统的定位信号，由电信网络发送各自的位置信息；移动定位系统和方法是通过GPS和基于紫蜂Zigbee无线网络的无线定位方法相结合，定位设备以移动或分布部署方式作为定位对象的定位参考点而获得定位参考数据，通过定位运算确定定位对象的位置。本发明克服了GPS在特定领域定位精度低，成本投入高的缺点；解决了Zigbee定位需要建立众多的定位参考节点和相关维护问题。本发明特别适合定位对象分布比较广，或移动性和随机性比较强的网络进行定位的需求。

Description

一种移动定位系统及方法

技术领域

本发明属于定位技术领域，涉及手持和车载设备的定位装置，具体的涉及基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法。

背景技术

在日常生活中，我们经常需要确定一个对象的位置(如急救的病人和年幼的学生、需要使用的工具、走失的宠物等等)。对于这样的需求，从技术上常使用全球定位系统GPS或基于位置服务(LBS，LocationBased Services)进行定位。但是，有时如果需要定位的对象位置相对比较集中和数量比较大，也常常采用无线网络(如无线局域网)的方式进行定位。从成本的角度看，无线局域网定位方式相对GPS和LBS来说要小一些，但需要建立大量的定位参考节点进行辅助定位。

从实际的效果上来看，无论如上哪种方式都存在一些不足。使用GPS和LBS定位，存在精度不高的问题。大多数GPS接收器的水平位置定位精度在20m～30m左右，垂直定位精度在45～100m之间。30m的水平精度意味着什么？这意味着，从统计的角度讲，你的平面定位的位置距离你的实际位置在30m之内的概率是95％。对于高度读数，这意味着精度在45～100m之间的概率是95％。如果是一般的应用，这样的精度应该能够满足。但是，如果你想在一个大的仓库中，找一个货物或几个工具；如果一个建筑物中，确定需要急救病人的具体位置；正一个社区中，寻找宠物的位置等等。对于这样的情况，GPS和LBS很难再以更精确分辨度去定位。如果使用差分GPS，可以提高定位精度，但是相关投入成本也很高。同时，差分GPS对于一个临时或不定期或移动的定位物体和生物来说，显然不可能实现的。

使用无线网络技术进行定位的话，定位精度会有所提高(如采用德州仪器公司TI生产的Zigbee模块CC2431，通过Zigbee无线定位，定位精度可以达到3-5米左右)，但是需要布置大面积定位参考节点和专人维护。同时，如果被定位对象200离开定位参考节点组成的网络后，这种技术也变得无能为力了。

发明内容

针对现有技术的存在投入成本高、或定位精度不高、或使用不灵活和投入比较大的问题，本发明目的是为满足多种定位需求，不需要建立固定的定位参考节点网络，采取将全球定位系统GPS的灵活性和无线网络定位的较高精度相结合的方式，为此，本发明提供一种基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法。

为了实现所述的目的，本发明的一方面是提供了一种基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统，包括：

具有至少一个定位设备，在与定位对象任意距离范围内中，通过电信网络与定位对象进行通讯；在紫蜂Zigbee无线网络的通讯范围内，与定位对象进行通讯；接收全球定位系统的定位信号；

具有至少一个定位对象，在与定位设备任意距离范围内中，通过电信网络与定位设备进行通讯；在紫蜂Zigbee无线网络的通讯范围内，与定位设备进行通讯；接收全球定位系统的定位信号；

具有全球定位系统，定位设备与定位对象都是通过全球定位系统接收定位信号，并通过电信网络发送各自的命令信息、位置信息或定位参考数据；

具有电信网络，在定位设备与定位对象的任意距离范围内，两者都是通过电信网络进行通讯，发送命令信息、位置信息或定位参考数据；

具有紫蜂Zigbee无线网络，在定位设备与定位对象的紫蜂Zigbee无线网络的通讯范围内，两者建立或加入紫蜂Zigbee无线网络，通过紫蜂Zigbee无线网络进行通讯；在紫蜂Zigbee无线网络中，定位设备通过移动或分布部署，用于采集定位对象的定位参考数据，利用全球定位系统和基于紫蜂Zigbee无线网络的无线定位方法相结合，动态计算出定位对象的位置；

定位设备和定位对象之间采用被动定位和主动定位驱动方式，所述被动定位是定位对象要求定位设备对其进行定位；所述主动定位是定位设备主动对定位对象进行定位。

所述定位设备至少包括：

第一微型控制器分别与第一显示单元、第一输入单元、第一存储单元、第一Zigbee模块、第一GPS模块及第一电信网络通讯模块的一端连接，用于对定位设备中获得的各种信息和控制进行处理；

第一显示单元，由第一微型控制器控制，用于显示定位设备各种输入或输出结果；

第一输入单元，用于将各种信息输入到第一微型控制器或第一存储单元中，由第一微型控制器进行处理；

第一存储单元，用于存储和运行第一微型控制器中的程序或相关数据；

第一天线的控制单元分别与第一Zigbee模块、第一GPS模块、第一电信网络通讯模块的另一端连接，用于收发第一电信网络通讯模块、第一GPS模块和第一Zigbee模块的无线信号；

第一Zigbee模块，用于在定位设备和定位对象之间或定位设备之间进行近距离无线通信；

第一GPS模块，用于确定定位设备的基本位置；

第一电信网络通讯模块分别与第一微型控制器和第一天线的控制单元连接，用于完成定位设备和定位对象之间在任何距离范围内的通讯；

第一电源，用于为定位设备各组成单元提供电力。

所述定位对象数目确定为单点定位系统或网络定位系统方式：所述单点定位包括：定位一个定位对象；所述网络定位包括：定位紫蜂Zigbee无线网络中的多个定位对象；所述的定位对象根据应用场景的不同，具有基本配置和完全配置两种配置方式：在基本配置下，定位对象包含第二微型控制器、第二Zigbee模块、第二天线、第二存储单元和第二电源构成；在完全配置下，定位对象在基本配置的基础上，至少再包含第二GPS模块和第二电信网络通讯模块，根据实际应用再加入第二显示单元和第二输入单元；其中在完全配置下的一个定位对象含有：

第二微型控制器分别与第二Zigbee模块、第二存储单元、第二GPS模块、第二电信网络通讯模块、第二显示单元及第二输入单元的一端连接，用于对定位对象中获得的各种信息和控制进行处理；

第二Zigbee模块的另一端与第二天线的控制单元连接，用于在定位设备和定位对象之间或定位对象之间进行近距离无线通信；

第二天线的控制单元分别与第二Zigbee模块、第二GPS模块及第二电信网络通讯模块的另一端连接，用于收发第二电信网络通讯模块、第二GPS模块和第二Zigbee模块的无线信号；

第二存储单元，用于存储和运行第二微型控制器中的程序或相关数据；

第二电源，用于为定位对象各组成单元提供电力；

第二GPS模块的另一端与第二天线的控制单元连接，用于确定定位对象的基本位置；

第二电信网络通讯模块的另一端与第二天线的控制单元连接，用于完成定位设备和定位对象之间在任何距离范围内的通讯；

第二显示单元，由第二微型控制器控制，用于显示定位对象各种输入或输出结果；

第二输入单元，用于将各种信息输入到第二微型控制器或第二存储单元中，由第二微型控制器进行处理。

所述根据定位设备数目确定单移动定位设备或多移动定位设备：所述单移动定位设备只含有一个定位设备，多移动定位设备含有多个定位设备；所述多个移动定位设备中，负责定位计算和设备组织的设备为主定位设备，其他设备为从定位设备；多移动定位设备是通过多个定位设备在不同地点的移动或分布部署方式，获得定位网络中各个定位对象发出的数据包，从而形成定位网络的定位参考节点，所述定位参考节点是用于辅助定位的紫蜂Zigbee无线网络的节点；通过对定位参考数据的运算，所述定位参考数据由紫蜂Zigbee无线网络的节点提供，用于确定位置的相关数据；最后获得各个节点的位置信息，所述节点是紫蜂Zigbee无线网络的节点，是紫蜂Zigbee无线网络组成单元；所述定位网络包含多个定位对象的紫蜂Zigbee无线网络，是网络定位的对象。

为了实现所述的目的，本发明的另一方面是提供了一种基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位方法，如下步骤：

步骤1：定位设备通过电信网络，获得定位对象提供的由第二GPS模块确定的定位对象的位置数据，对定位对象进行初步定位，在全球定位系统GPS的定位精度范围，形成定位对象的位置范围；或者，定位设备能够获得定位对象的位置范围；

步骤2：定位设备在定位对象所确定的位置范围内进行低速移动或分布部署，通过紫蜂Zigbee无线网络，获得一组在不同位置下定位对象的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据；

步骤3：通过对定位对象的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据进行无线定位处理后，计算出该时间范围内，定位对象的具体位置；如果定位对象本身是移动中，则计算出不同时间段该定位对象的位置；如果定位对象在静止状态下，则通过定位设备不同位置下而获得定位参考数据，进行定位计算，直到新增加的定位参考数据在规定范围内不能提高定位准确度为止。

所述的移动定位方法，定位还包括，在单移动定位设备和单点定位情况下，利用一个定位设备和一个完全配置的定位对象，定位步骤如下：

步骤a1：定位请求

通过电信网络，定位设备和定位对象传递定位要求；如果通过身份和定位要求验证，继续进行步骤a2；否则，停止该流程；

步骤a2：定位信息交流

在定位设备没有到达定位对象的紫蜂Zigbee无线网络通信范围内的时候，定位设备与定位对象通过电信网络，进行全球定位系统GPS位置信息交流；

步骤a3：定位现场

如果定位设备邻近定位对象的位置范围时，定位对象建立紫蜂Zigbee无线网络，定位设备加入到该紫蜂Zigbee无线网络；

步骤a4：移动定位

定位设备以移动方式，获取定位参考数据，根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，不断计算定位对象的位置。

所述的移动定位方法，定位还包括网络定位，是按照定位设备与定位网络的加入形式分为原网模式和组网模式两种方式：原网模式是定位设备以孩子节点的身份加入定位网络，而不改变其他节点的状态；组网模式是原定位网络解散，定位设备以协调器或路由器身份，建立或加入新的网络。

所述的移动定位方法，定位还包括，利用单移动定位设备和网络定位，利用一个定位设备和一个定位网络，该定位网络中至少包括两个或以上的基本配置的定位对象，在原网模式下的工作步骤如下：

步骤b1：加入网络

在定位网络的范围内，定位设备通过身份验证，加入紫蜂Zigbee无线网络的定位网络中；

步骤b2：移动定位

定位设备不断移动位置，获取定位参考数据；如果在移动的过程中，定位设备变成孤儿，则重新执行步骤b1；

步骤b3：定位计算

定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则定位设备停止计算和移动；如果没有完成计算，则执行步骤b2。

所述的移动定位方法，还包括，利用在单移动定位设备和网络定位情况下，在组网模式下的工作流程：

步骤c1：建立网络

定位设备加入定位网络中，协调者解散原紫蜂Zigbee无线网络，定位设备建立新的紫蜂Zigbee无线网络；同时，允许符合在原网络长地址的节点以终端设备身份加入新的紫蜂Zigbee无线网络；原紫蜂Zigbee无线网络的节点以此方式，重新加入以定位设备为协调器的新的紫蜂Zigbee无线网络；

步骤c2：移动定位和定位计算

定位设备移动并获得定位参考数据，根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则执行步骤c3；如果没有完成计算，则继续执行步骤c2；

步骤c3：恢复原网络

定位设备解散其建立的紫蜂Zigbee无线网络，原紫蜂Zigbee无线网络节点重新组网。

所述的移动定位方法，所述定位，在多移动定位设备和单点定位情况下，该定位系统中包括两个或以上的定位设备和一个完全配置的定位对象，此系统的工作流程：

步骤d1：定位请求

通过电信网络，主定位设备和定位对象传递定位要求；如果通过身份和定位要求验证，继续进行步骤d2；否则，停止该流程；

步骤d2：定位信息交流

在主定位设备没有到达定位对象的紫蜂Zigbee无线网络通信范围内的时候，主定位设备与定位对象通过电信网络，进行全球定位系统GPS位置信息交流；

步骤d3：定位现场

如果各定位设备邻近定位对象的位置范围时，定位对象建立紫蜂Zigbee无线网络，各定位设备加入到该紫蜂Zigbee无线网络；

步骤d4：移动定位并定位计算

各定位设备通过移动或分布部署，获取定位参考数据并汇总到主定位设备中，由主定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，完成定位计算。

所述的移动定位方法，在多移动定位设备和网络定位情况下，该定位系统包括两个或以上的定位设备和一个定位网络，该定位网络中至少包括两个或以上的基本配置的定位对象，在原网模式下的工作流程：

步骤e1：加入网络

在定位网络的范围内，各定位设备通过身份验证，加入紫蜂Zigbee无线网络的定位网络中；

步骤e2：获得定位参考数据

各定位设备通过移动或分布部署，获得定位对象的定位参考数据；如果在移动的过程中，各定位设备变成孤儿，这重新执行步骤e1；

步骤e3：定位计算

各个定位设备把获得定位参考数据，汇总到主定位设备中；主定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则结束；如果没有完成计算，则继续执行步骤e2。

所述的移动定位方法，在多移动定位设备和网络定位情况下，在组网模式下的工作流程：

步骤f1：建立网络

主定位设备加入并使原定位网络解散；主定位设备建立新的紫蜂Zigbee无线网络，原定位网络结点和从定位设备加入该网络；

步骤f2：获得定位数据并定位计算

各个定位设备通过移动或分布部署，获得定位参考数据，并汇总到主定位设备中，主定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在一定精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则定位设备停止计算和移动，执行步骤f3；如果没有完成计算，则继续执行步骤f2；

步骤f3：恢复原网络

主定位设备解散由其建立的紫蜂Zigbee无线网络，原紫蜂Zigbee无线网络节点重新组网。

本发明的有点或积极效果：本发明基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法是将GPS定位优势和紫蜂Zigbee无线网络定位和组网的优势，有效地结合起来了。该装置和方法有效地克服了GPS在特定领域定位精度低，成本投入高等缺点；也解决了Zigbee定位，需要建立众多的定位参考节点和相关维护问题。本发明特别适合定位对象200分布比较广，或移动性和随机性比较强的网络进行定位的需求。此种情况，一般的定位方法很难完成。基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法对于具有机动性比较强和组网随机、定位对象200比较多、可移动性等特点的网络定位具有明显优势，如伤员救治、团队旅行、资源管理和设备检修、动物饲养和保护、矿物勘探、学校管理、物流配送、军事领域等等各种领域都可以得到较好的效果。

附图说明

图1示出本发明一种移动定位系统及方法的使用场景；

图2示出本发明一种移动定位系统及方法的定位设备和定位对象的信息流关系图；

图3示出本发明一种移动定位系统及方法的定位设备硬件组成框图；

图4A，图4B示出本发明一种移动定位系统及方法的定位对象硬件组成框图(图4A是定位对象的基本配置框图；图4B是定位对象的完全配置框图)；

图5示出本发明一种移动定位系统及方法的单移动定位设备和单点定位流程；

图6示出本发明一种移动定位系统及方法的单移动定位设备和网络定位(原网模式)流程；

图7示出本发明一种移动定位系统及方法的单移动定位设备和网络定位(组网模式)流程；

图8示出本发明一种移动定位系统及方法的多移动定位设备和单点定位流程；

图9示出本发明一种移动定位系统及方法的多移动定位设备和网络定位(原网模式)流程；

图10示出本发明一种移动定位系统及方法的多移动定位设备和网络定位(组网模式)流程。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明加以详细说明，应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

本发明中，所提到的电信网络是指电信服务商提供的GSM或3G或CDMA或GPRS的移动通信网络，以短信、语音、互联网、视频方式的进行通信；电信网络通讯模块是指支持GSM或3G或CDMA或GPRS的电信网络服务的芯片模块。

所述单移动定位设备只含有一个定位设备100，多移动定位设备含有多个定位设备100；所述多个移动定位设备100中，负责定位计算和设备组织的设备为主定位设备，其他设备为从定位设备；多移动定位设备是通过多个定位设备100在不同地点的移动或分布部署方式，获得定位网络中各个定位对象200发出的数据包，从而形成定位网络的定位参考节点，所述定位参考节点是用于辅助定位的紫蜂Zigbee无线网络的节点；通过对定位参考数据的运算，所述定位参考数据由紫蜂Zigbee无线网络的节点提供，用于确定位置的相关数据；最后获得各个节点的位置信息，所述节点是紫蜂Zigbee无线网络的节点，是紫蜂Zigbee无线网络组成单元；所述定位网络包含多个定位对象200的紫蜂Zigbee无线网络，是网络定位的对象。

所述的基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络是指定位设备100和定位对象200利用全球定位系统GPS，获得基本位置信息；同时，定位设备100和定位对象200根据Zigbee协议建立紫蜂Zigbee无线网络，通过无线定位的方法进行更精确地定位的方法。

图1一种移动定位系统及方法的使用场景描述。如图1是本系统和方式使用的典型场景：

移动定位系统，至少包括一个定位设备100和一个定位对象200，

定位设备100利用全球定位系统GPS和基于紫蜂Zigbee无线网络的无线定位方法相结合动态计算出定位对象200的位置，通过移动或分布部署的方式用于采集定位对象200确定位置信息；定位对象200与定位设备100是通过无线方式500进行通讯；

定位设备100和定位对象200之间采用被动定位和主动定位驱动方式；其中，被动定位是定位对象200要求定位设备100对其进行定位；主动定位是定位设备100主动对定位对象200进行定位。

●如图1中，第一定位设备100A和第二定位设备100B可以与定位网络300形成多移动定位设备和网络定位，可以通过第一定位设备100A和第二定位设备100B在定位网络300周围附近移动或分布而获得定位参考数据，用来确定定位网络300中定位对象200A的位置。该种定位系统可以应用到定位对象200A移动性比较大的场合，如团队旅行中两个导游各自佩带一个定位设备100，分别在位于队伍两端获取定位参考数据来确定各佩带定位对象200A的团员的位置，进而可以有效果管理团员和进行沟通。

●如图1中，第二定位设备100B和定位对象200B或定位对象200C可以形成单移动单点定位系统，该系统可以应用到点对点的寻找中。如病人急救场景下，病人佩带的定位对象200B发出定位要求，则救护人员或车辆到达根据定位对象200B的GPS模块260提供的大概位置后，再通过紫蜂Zigbee无线网络确定病人更精确的位置，进行及时救助；也可以应用到重要的设备或工具查找，如管理人员佩带第一定位设备100A，在仓库中寻找定位对象200C等。

图2一种移动定位系统及方法的定位设备和定位对象的信息流关系图。如图2是描述定位设备100与定位对象200的通讯关系，定位对象200与定位设备100两者通过电信网络和紫蜂Zigbee无线网络等无线方式500进行通讯。如在定位对象200完全配置下，定位设备100的第一电信网络通讯模块180和定位对象200的第二电信网络通讯模块270，使用GSM、GPRS、CMDA或3G等协议的电信网络，以短信、语音、互联网、视频方式的进行通信。

如图3，4是分别描述定位设备100与定位对象200的硬件组成情况：

如图3所述定位设备100至少包括第一显示单元110、第一输入单元120、第一存储单元130、第一微型控制器140、第一Zigbee模块150、第一天线160、第一GPS模块170、第一电信网络通讯模块180以及第一电源190等。所述定位设备100至少包括第一显示单元110，由第一微型控制器140控制，用于显示定位设备100各种输入或输出结果；第一输入单元120，用于将各种信息输入到第一微型控制器140或第一存储单元130中，由第一微型控制器140进行处理；第一存储单元130，用于存储和运行第一微型控制器140中的程序或相关数据；第一微型控制器140分别与第一显示单元110、第一输入单元120、第一存储单元130、第一Zigbee模块150、第一GPS模块170及第一电信网络通讯模块180的一端连接，用于对定位设备100中获得的各种信息和控制进行处理；第一Zigbee模块150，与第一微型控制器140和第一天线160的控制单元连接，用于在定位设备100和定位对象200之间或定位设备100之间进行近距离无线通信；第一天线160的控制单元分别与第一Zigbee模块150、第一GPS模块170、第一电信网络通讯模块180的另一端，用于收发第一电信网络通讯模块180、第一GPS模块170和第一Zigbee模块150的无线信号；第一GPS模块170，用于确定定位设备100的基本位置；第一电信网络通讯模块180，与第一微型控制器140和第一天线160连接，用于完成定位设备100和定位对象200之间在任何距离范围内的通讯；第一电源190，用于为定位设备100各组成单元提供电力。

如图4A、4B中，所述的定位对象200根据应用场景的不同，具有基本配置和完全配置两种配置方式：在基本配置下，定位对象200包含第二微型控制器210、第二Zigbee模块220、第二天线230、第二存储单元240和第二电源250构成；在完全配置下，定位对象200在基本配置的基础上，至少再包含第二GPS模块260和第二电信网络通讯模块270等，有时根据实际应用也可再加入第二显示单元280和第二输入单元290。各个组成单元的功能与定位设备100中的对应单元的功能类似。

第二微型控制器210分别与第二Zigbee模块220、第二存储单元240、第二GPS模块260、第二电信网络通讯模块270、第二显示单元280及第二输入单元290的一端连接，用于对定位对象200中获得的各种信息和控制进行处理；第二Zigbee模块220的另一端与第二微型控制器210和第二天线230的控制单元连接，用于在定位设备100和定位对象200之间或定位对象200之间进行近距离无线通信；第二天线230的控制单元分别与第二Zigbee模块220、第二GPS模块260及第二电信网络通讯模块270的另一端连接，用于收发第二电信网络通讯模块270、第二GPS模块260和第二Zigbee模块220的无线信号；第二存储单元240，用于存储和运行第二微型控制器210中的程序或相关数据；第二电源250，用于为定位对象200各组成单元提供电力；第二GPS模块260的另一端与第二天线230的控制单元连接，用于确定定位对象200的基本位置；第二电信网络通讯模块270的另一端与第二微型控制器210和第二天线230的控制单元连接，用于完成定位设备100和定位对象200之间在任何距离范围内的通讯；第二显示单元280，由第二微型控制器210控制，用于显示定位对象200各种输入或输出结果；第二输入单元290，用于将各种信息输入到第二微型控制器210或第二存储单元240中，由第二微型控制器210进行处理。

基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统是通过全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络协议定位方法的综合使用，在动态移动或分布部署中确定定位对象200的位置。该系统的定位设备100和定位对象200，其具体可以是手机、PDA或其他手持或车载设备。

本发明中其中：

所述的第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220是指符合802.15.4及其Zigbee协议标准的射频芯片和内置802.15.4及其Zigbee协议的处理器组成的电路单元或两者结合的片上系统的电路单元；

所述的第一GPS模块170和第二GPS模块260是指可以接收并处理GPS数据的电路单元；所论述的紫蜂Zigbee无线网络是指支持802.15.4及其Zigbee协议标准的无线网络系统；

所述的第一电信网络通讯模块180和第二电信网络通讯模块270是指支持全球移动通信系统GSM，或第三代移动通信技术3G，或多路复用无线通信CDMA，或通用无线分组业务GPRS电信网络服务的芯片。

一般地，定位设备100和定位对象200的基本硬件单元的选择上是类似的，可以参考如下选择：

1、选择CC2430或CC2431作为第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220。因为CC2430或CC2431都是片上系统SOC(System-On-Chip)，其含有一个8051的内核，可以用做处理由第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220收发的各种数据，有效地提高了设备的并发性，降低了占用第一微型控制器140和第二微型控制器210处理时间；

第一GPS模块170和第二GPS模块260可以选择SiRF Star III低功率芯片。

2、第一显示单元110和第一输入单元120，及其第二显示单元280和第二输入单元290都可以选择CT35T TFT液晶显示器LCD，支持256K颜色，带触摸屏功能。

第一微型控制器140和第二微型控制器210可以选择IntelPXA270，其内置了Intel的无线MX技术，工作频率520MHz。此外PXA270也包含了Intel的速度档位SpeedStep技术，根据需要动态调节CPU的性能，这样可以降低电力消耗。同时，其还集成了一个重要安全特性的无线信任平台WTP(Wireless Trusted Platform)，用来存储个人隐私信息以及密码等等。

3、第一存储单元130和第二存储器240选用可以选择64MBSDRAM 2片16位同步动态随机存储器SDRAM芯片组成32位接口和32MB非易失性闪存NOR Flash(2片Intel E28F128组成32位接口)。

一种基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法，主要是通过第一GPS模块170、第二GPS模块260和第一Zigbee模块150、第二Zigbee模块220的综合使用，解决GPS定位不准确，及其第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220组成的紫蜂Zigbee无线网络没有定位参考点无法定位等问题。从软件实现上来说，其主要包括几个部分：

第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220的Zigbee协议栈：安装在支持定位设备100和定位对象200设备中。其负责紫蜂Zigbee无线网络的建立和维护、路由产生、发现和更新、数据打包和解包等服务。

第一GPS模块170和第二GPS模块260的GPS信号接收和地理信息系统GIS界面的显示：通过使用GPS接收程序，获得设备定位基本信息，并将该信息及时绘制到地理信息系统GIS界面中进行位置的显示。

远程数据传输：通过电信网络，第一电信网络通讯模块180和第二电信网络通讯模块270之间，或者多个第一电信网络通讯模块180之间，在紫蜂Zigbee无线网络通讯范围之外，定位设备100和定位对象200，或者定位设备100之间进行通讯和数据交流。

安全管理：建立在第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220的AES-128对数据进行加密；同时，利用第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220信任中心Trust Center结构对加入紫蜂Zigbee无线网络节点进行身份验证和信任授权等。

第一电源190和第二电源250管理：由于本发明涉及的各种模块，需要进行高效率，高吞吐量和低消耗的第一电源190和第二电源250管理。

应用程序：基于第一Zigbee模块150和第二Zigbee模块220的服务规范Profile，定义设备运行的应用程序。在定位应用中，需要定义两种定位对象的工作状态：定位状态和正常工作状态；需要定义不同的设备角色：定位设备100和定位对象200。定位设备100与定位对象200通过预先定义好的应用接口Endpoint进行定位信息和命令的交流，如定位请求和定位验证等。

定位算法：本发明中根据应用的场景特点，可以选择不同定位算法。比如，本发明中可以采用三边测量法算法来实现定位计算。

三边测量法算法是根据定位设备100在定位对象200附近的移动或分布中，通过在不同位置下获得至少三个数据组包括定位设备100通过GPS获得的位置信息，在该位置下测量到的接收定位对象200数据包时的接收信号强度指示值RSSI(receive signal strength indicator)和连接质量指示值LQI(link quality indicator)，及其接收时刻。根据信号强度测距法的原理，计算定位设备100在特定时刻与定位对象200之间的距离：已知发射功率，在接收节点测量接收功率，计算传播损耗，使用理论或经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离。例如，在自由空间中，距发射机d处的第一天线160和第二天线230接收到的信号强度由下面的公式给出：

P_r(d)＝P_tG_tG_rλ²/4π²d²L

其中，P_t为发射机功率；P_r(d)是在距离d处的接收功率；G_t、G_r分别是发射天线和接收天线的增益；d是距离，单位为米；L为与传播无关的系统损耗因子；λ是波长，单位为米。由公式可知，在自由空间中，接收机功率随发射机与接收机距离的平方衰减。这样，通过测量接收信号的强度RSSI或LQI，再利用如上公式就能计算出收发节点间的大概距离。

通过计算出的至少三组定位设备100和定位对象200之间的距离，根据在三维空间中，如果已知一个未知节点到三个以上已知点的距离，就确定该点的坐标。通过如上的方式，来实现对定位对象200的位置确定。

定位设备100和定位对象200的驱动方式采用被动定位和主动定位，其中：被动定位为定位对象200要求定位设备100去其位置进行相关处理，即定位对象200要求定位设备100去其位置进行相关处理。此种方式应用于多种场景中，如病人发生病变的时候，小孩发生意外情况或者某些设备需要及时处理等等情况下，需要快速精确地确定相关的位置；主动定位为定位设备100主动到定位对象200附近定位，此种方式应用于设备监测、公共安全、旅游管理等等场景中。

所述的基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法，该移动定位方法的特征在于：定位设备100通过电信网络，获得定位对象200提供的由第二GPS模块260确定的定位对象200的位置数据，对定位对象200进行初步定位，在全球定位系统GPS的定位精度范围，形成定位对象200的位置范围；或者，定位设备100能够获得定位对象200的位置范围。定位设备100在定位对象200所确定的位置范围内进行低速移动，通过紫蜂Zigbee无线网络，获得一组在不同位置下定位对象200的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据。通过对定位对象200的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据进行无线定位处理后，计算出该时间范围内，定位对象200的具体位置。如果定位对象200本身是移动中，则计算出不同时间段该定位对象200的位置；如果定位对象200在静止状态下，则通过定位设备100不同位置下，获得定位参考数据进行计算，直到新增加的数据不能提高定位准确度为止。

如图5所示基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位方法的单移动定位设备和单点定位，利用一个定位设备100和一个完全配置的定位对象200，定位流程如下步骤：

步骤a1：定位请求

在被动定位方式下，定位对象200通过电信网络，发出经过加密的定位要求给定位设备100；定位设备100对此定位要求进行合法性验证和对方身份确认；如果对方身份和要求都通过验证，则定位设备100通过电信网络给定位对象200发出确认信息，继续进行步骤a2；若验证没有通过，发消息给对方，同时停止该流程；

在主动定位方式下，定位设备100通过电信网络给定位对象200发出一个定位要求，定位对象200同样对此定位要求进行合法性验证和对方身份确定；如果通过验证，则定位对象200通过电信网络给定位设备100发出确认信息，继续步骤a2；否则，发消息给对方，同时停止该流程；

步骤a2：定位信息交流

在定位设备100没有到达定位对象200的紫蜂Zigbee无线网络通信范围内的时候，定位设备100与定位对象200通过电信网络，有全球定位系统GPS位置信息的如下交流流程：

定位设备100随时地向定位对象200询问位置信息，定位对象200提交其自身全球定位系统GPS数据；如果定位设备100得到定位对象200的全球定位系统GPS数据，则定位设备100也发出其自身的全球定位系统GPS数据和确认命令；定位对象200接收到定位设备100的全球定位系统GPS数据和确认命令后，则发确认命令给定位设备100；如果定位对象200经过X时间单位后，仍未接收到定位设备100确认信息，则选择另一个定位设备100，重新进入上一步骤a1；如果定位设备100经过X时间单位后，仍未接收到定位对象200的确认信息时候，根据应用场景的不同，选择继续步骤a3或停止；

步骤a3：定位现场

如果定位设备100邻近定位对象200的位置范围时，定位对象200首先扫描并选择一个物理信道，建立紫蜂Zigbee无线网络，定位对象200成为紫蜂Zigbee无线网络的协调器；将该物理信道的信息和协调器长地址，通过电信网络发给定位设备100，同时发出加入命令；定位设备100接收到定位对象200经电信网络发来的信息后，选择给定的信道和协调器加入到该紫蜂Zigbee无线网络；

步骤a4：移动定位

定位设备100加入由定位对象200建立的紫蜂Zigbee无线网络后，定位设备100不断接收由定位对象200发出的数据包而获得的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据；而定位设备100则通过不断移动，以获得在不同位置和时刻下的如上定位参考数据；定位设备100根据获得的移动位置信息和相应的定位参考数据，根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，不断计算定位对象200的位置。

所述网络定位步骤如下，按照定位设备100与定位网络的加入形式分为原网模式和组网模式两种方式：原网模式是指定位设备100以孩子节点的身份加入定位网络，而不改变其他节点的状态；组网模式是指原定位网络解散，定位设备100以协调器或路由器身份，建立或加入新的网络。定位网络是指包含多个定位对象200的紫蜂Zigbee无线网络，是网络定位的对象。

如图6所示基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法的单移动定位设备和网络定位，利用一个定位设备100和一个定位网络，该定位网络中至少包括两个或以上的基本配置的定位对象200，在原网模式下的工作步骤如下：

步骤b1：加入网络

在定位网络的范围内，定位设备100扫描紫蜂Zigbee无线网络的物理信道，选择确定信道并向紫蜂Zigbee无线网络发出加入请求命令；首先，该紫蜂Zigbee无线网络的协调器或路由器对定位设备100的身份进行验证；如果定位设备100符合该紫蜂Zigbee无线网络的加入网络安全要求，则给定位设备100分配一个16位短地址，使其成为一个孩子节点；同时，向定位设备100提供需要定位的定位对象200的数目和地址；

步骤b2：移动定位

定位设备100通过预先约定的应用端口，向协调器或路由器发出定位请求；协调器或路由器以广播的形式向该网络中各定位对象200，发出包含定位设备100地址数据在内的定位命令；随后，在网络中的各定位对象200以载波侦听多路访问冲突检测机制的方式，逐一向定位设备100发送数据包，定位设备100获得包含接收信号强度指示值RSSI、连接质量指示值LQI数据和接收数据包的时刻的数据；同时，定位设备100沿着紫蜂Zigbee无线网络的范围进行移动，不断接收在不同位置下的各个定位对象200的数据包；如果在移动的过程中，定位设备100变成孤儿，则重新执行步骤b1；如果定位网络中的定位对象200发出的数据是通过路由方式发给定位设备100的，则路由器应将其相应的转发数据包中加入路由记录和路由节点间的定位参考数据；

步骤b3：定位计算

定位设备100在不同时刻和位置下，获得的不同定位对象200的定位参考数据；根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，对特定节点进行定位计算；对于简功设备(Reduced Function Device)，则需要先对其父节点进行定位，再根据父节点的位置确定该节点的位置；对于全功设备(Full Function Device)，则根据该节点直接发给定位设备100的数据和通过路由器发来的数据，共同决定该节点的位置；在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象200的位置都计算完成，则定位设备100停止计算和移动；如果没有完成计算，则执行步骤b2。

如图7所示基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位方法的在单移动定位设备和网络定位情况下，在组网模式下的工作流程：

步骤c1：建立网络

定位设备100扫描紫蜂Zigbee无线网络的物理信道，选择确定信道并向紫蜂Zigbee无线网络发出加入请求命令；首先，该紫蜂Zigbee无线网络的协调器或路由器对定位设备100的身份进行验证；如果定位设备100符合该紫蜂Zigbee无线网络的加入网络安全要求，则给定位设备100分配一个16位短地址，使其成为一个孩子节点；其后，该定位设备100向所在紫蜂Zigbee无线网络的协调器发出解散网络的请求；

如果协调器验证通过了定位设备100身份和解散网络请求后，协调器先给定位设备100发给包含该紫蜂Zigbee无线网络节点数目和各个节点长地址的解散请求确认信息，同时，协调器通知该紫蜂Zigbee无线网络各个节点进入定位工作状态；紫蜂Zigbee无线网络中的节点接收到定位工作状态的通知信息后，将自身标志为定位工作状态和记录定位设备100长地址，并向其父节点发出确认消息；如果协调器接收到该紫蜂Zigbee无线网络所有节点的定位工作状态的确认消息后，则解散该网络；解散后的原紫蜂Zigbee无线网络各个节点，扫描信道并准备加入新的紫蜂Zigbee无线网络；

定位设备100接收到协调器的解散请求确认信息后，自己以协调器身份重新建立紫蜂Zigbee无线网络；同时，允许符合在原网络长地址的节点以终端设备身份加入新的紫蜂Zigbee无线网络；原紫蜂Zigbee无线网络的节点以此方式，重新加入以定位设备100为协调器的新的紫蜂Zigbee无线网络；

步骤c2：移动定位和定位计算

通过如上步骤，形成了以定位设备100为协调器的紫蜂Zigbee无线网络；随着定位设备100不断移动，就有不断的紫蜂Zigbee无线网络节点加入或变成孤儿；同时，定位设备100随着移动，获得各紫蜂Zigbee无线网络中定位对象200在不同定位设备100位置和接收数据包时刻下的RSSI和LQI数据定位参考数据；根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位方法，如三边测量法，计算出紫蜂Zigbee无线网络中各个定位对象200的位置；

在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象200的位置都计算完成，则执行步骤c3；如果没有完成计算，则继续执行步骤c2；

步骤c3：恢复原网络

当定位计算完成时，定位设备100解散由其建立的紫蜂Zigbee无线网络，各个紫蜂Zigbee无线网络的节点重新扫描信道；如果各个信道中都没有紫蜂Zigbee无线网络存在，则全功设备重新在特定信道中建立紫蜂Zigbee无线网络；如果在某信道中已有协调器的长地址等于定位设备100长地址的网络存在，则以紫蜂Zigbee无线网络的节点终端设备身份加入该紫蜂Zigbee无线网络；如果在某信道中存在紫蜂Zigbee无线网络且该网络中协调器的长地址不等于定位设备100长地址，则紫蜂Zigbee无线网络的节点首先改变定位工作状态为正常工作状态，并且以常规方式加入该紫蜂Zigbee无线网络；以此方式，原紫蜂Zigbee无线网络的各个节点恢复到原网络状态。

如图8所示基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位系统和方法的多移动定位设备和单点定位流程，在多移动定位设备和单点定位情况下，该定位系统中包括两个或以上的定位设备100和一个完全配置的定位对象200，此系统的工作流程：

步骤d1：定位请求

在被动定位方式下，定位对象200通过电信网络，发出经过加密的定位要求给主定位设备100；主定位设备100对该此定位要求进行合法性验证和对方身份确认；如果对方身份和要求都通过验证，则主定位设备100通过电信网络给定位对象200发出确认信息，继续进行步骤d2；若验证没有通过，发消息给对方，同时停止该流程；

在主动定位方式下，主定位设备100通过电信网络给定位对象200发出一个定位要求，定位对象200同样对此要求，进行合法性验证和对方身份确定。如果通过验证，则定位对象200，通过电信网络给主定位设备100发出确认信息，继续步骤d2；否则，发消息给对方，同时停止该流程；

步骤d2：定位信息交流

在定位设备100没有到达定位对象200的紫蜂Zigbee无线网络通信范围内的时候，主定位设备100与定位对象200通过电信网络，有全球定位系统GPS位置信息的如下交流流程：

主定位设备100随时地向定位对象200询问位置信息，定位对象200提交其自身全球定位系统GPS数据；如果主定位设备100得到定位对象200全球定位系统GPS数据，则主定位设备100也发出其自身的全球定位系统GPS数据和确认命令；定位对象200接收到主定位设备100的全球定位系统GPS数据和确认命令后，则发确认命令给主定位设备100；如果定位对象200经过X时间单位后，仍未接收到主定位设备100确认信息，则选择另一个定位设备100作为主定位设备100，重新进入步骤d1；如果主定位设备100经过X时间单位后，仍未接收到定位对象200的确认信息时候，根据应用场景的不同，选择继续步骤d3或停止；

步骤d3：定位现场

如果定位设备100邻近定位对象200的位置范围时，定位对象200首先扫描并选择一个物理信道，建立紫蜂Zigbee无线网络，定位对象200成为紫蜂Zigbee无线网络的协调器；将该物理信道的信息、协调器长地址和加入命令，通过电信网络发给主定位设备100并由主定位设备100通知给各个从定位设备100；各个定位设备100接收到定位对象200或主定位设备100经电信网络发来的信息后，选择给定的信道和协调器加入到该紫蜂Zigbee无线网络；

步骤d4：移动定位并定位计算

定位设备100加入由定位对象200建立的紫蜂Zigbee无线网络后，各个定位设备100通过移动或分布部署，不断接收由定位对象200发出的数据包，获得在不同位置下和接收数据包时刻下的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据定位参考数据；并通过电信网络汇总到主定位设备100上；主定位设备100根据获得的移动位置信息和相应的定位参考数据，利用紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位方法不断计算定位对象200的位置。

如图9所示基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位方法的多移动定位设备和网络定位情况下，该定位系统包括两个或以上的定位设备100和一个定位网络，该定位网络中至少包括两个或以上的基本配置的定位对象200，在原网模式下的工作流程：

步骤e1：加入网络

首先，主定位设备100扫描紫蜂Zigbee无线网络的物理信道，选择确定信道并向紫蜂Zigbee无线网络发出加入请求命令；该紫蜂Zigbee无线网络的协调器或路由器对主定位设备100的身份进行验证；如果主定位设备100符合该紫蜂Zigbee无线网络的加入网络安全要求，则给主定位设备100分配一个16位短地址，使其成为一个孩子节点；同时，该紫蜂Zigbee无线网络的协调器或路由器向主定位设备100提供需要定位的定位对象200的数目和地址；其次，主定位设备100通过电信网络，向各个从定位设备100发出加入该紫蜂Zigbee无线网络的命令，并提供紫蜂Zigbee无线网络的物理信道的信息、协调器长地址、定位对象200的数目和地址的信息；从定位设备100根据主定位设备100提供的如上信息，申请加入该紫蜂Zigbee无线网络；

步骤e2：获得定位参考数据

各定位设备100通过预先约定的应用端口，向协调器或路由器发出定位请求；协调器或路由器以广播的形式向网络中各定位对象200，发出包含定位设备100地址数据在内的定位命令；随后，在网络中的各定位对象200以载波侦听多路访问冲突检测机制的方式，逐一向各定位设备100发送数据包，因此各定位设备100获得包含接收信号强度指示值RSSI、连接质量指示值LQI数据和接收数据包的时刻的数据；同时，各定位设备100沿着紫蜂Zigbee无线网络的范围进行移动或分布部署，不断接收在不同位置下的各个定位对象200的数据包；如果在移动的过程中，各定位设备100变成孤儿，这重新执行步骤e1；如果定位网络中的定位对象200发出的数据是通过路由方式发给定位设备100的，则路由器应将其相应的转发数据包中加入路由记录和路由节点间的定位参考数据；

步骤e3：定位计算

各从定位设备100在不同时刻和位置下，获得的不同定位对象200的定位参考数据；通过电信网络汇总到主定位设备100；随后，主定位设备100根据紫蜂Zigbee无线网络节点的定位方法，对特定定位对象200进行定位计算；对于简功设备，则需要先对其父节点进行定位，再根据父节点的位置确定该节点的位置；对于全功设备，则根据该紫蜂Zigbee无线网络节点直接发给定位设备100的数据和通过路由器发来的数据，共同决定该节点的位置。

在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象200的位置都计算完成，则结束；如果没有完成计算，则继续执行步骤e2。

如图10所示基于全球定位系统GPS和紫蜂Zigbee无线网络的移动定位方法的多移动定位设备和网络定位，在组网模式下的工作流程：

步骤f1：建立网络

主定位设备100扫描紫蜂Zigbee无线网络的物理信道，选择确定信道并向紫蜂Zigbee无线网络发出加入请求命令；首先，该紫蜂Zigbee无线网络的协调器或路由器对主定位设备100的身份进行验证；如果主定位设备100符合该紫蜂Zigbee无线网络的加入网络安全要求，则给主定位设备100分配一个16位短地址，使其成为一个孩子节点；其后，该主定位设备100向所在紫蜂Zigbee无线网络的协调器发出解散网络的请求；

如果协调器验证通过了主定位设备100身份和解散网络请求后，协调器先给主定位设备100发给包含该紫蜂Zigbee无线网络节点数目和各个节点长地址的解散请求确认信息；同时，协调器通知该网络各个节点进入定位工作状态；紫蜂Zigbee无线网络中的节点接收到定位工作状态的通知信息后，将自身标志为定位工作状态和记录主定位设备100长地址，并向其父节点发出确认消息；如果协调器接收到该紫蜂Zigbee无线网络所有节点的定位工作状态的确认消息后，则解散该紫蜂Zigbee无线网络；解散后的各个紫蜂Zigbee无线网络节点，扫描信道并准备加入新的紫蜂Zigbee无线网络；

主定位设备100接收到协调器的解散请求确认信息后，自己以协调器身份重新建立紫蜂Zigbee无线网络；同时，允许符合在原紫蜂Zigbee无线网络长地址的节点以终端设备身份加入新网络；同时，主定位设备100通过电信网络，通知其他从定位设备100，选择特定信道加入该紫蜂Zigbee无线网络；以此方式，原紫蜂Zigbee无线网络节点和各定位设备100共同形成一个以主定位设备100为协调器的新的紫蜂Zigbee无线网络；

步骤f2：获得定位数据并定位计算。

通过如上步骤，形成了以主定位设备100为协调器的紫蜂Zigbee无线网络；主定位设备100通过特定应用端口，向各个定位对象200发出定位命令；各定位对象200在按照载波侦听多路访问冲突检测机制的方式向各定位设备100发送数据包；各定位设备100通过移动或分布部署，接收各个定位对象200的数据包；因此，各定位设备100获得包含接收信号强度指示值RSSI、连接质量指示值LQI数据和接收数据包的时刻的数据；各定位设备100将获得的数据，通过通讯网络汇总到主定位设备100上；如果在移动的过程中，各从定位设备100变成孤儿，则重新加入该紫蜂Zigbee无线网络；

根据获得的定位参考数据，主定位设备100对定位对象200的位置，进行计算；在一定精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象200的位置都计算完成，则定位设备100停止计算和移动，执行步骤f3；如果没有完成计算，则继续执行步骤f2；

步骤f3：恢复原网络

当定位计算完成时，主定位设备100解散由其建立的紫蜂Zigbee无线网络，原紫蜂Zigbee无线网络的各个节点重新扫描信道；如果各个信道中都没有紫蜂Zigbee无线网络存在，则全功设备重新在特定信道中建立紫蜂Zigbee无线网络；如果在某信道中已有协调器的长地址等于主定位设备100长地址的紫蜂Zigbee无线网络存在，则原网络各个节点以终端设备身份加入该网络；如果在某信道中存在紫蜂Zigbee无线网络且该紫蜂Zigbee无线网络中协调器的长地址不等于定位设备100长地址，则欲加入节点首先改变定位工作状态为正常工作状态，并且以常规方式加入该紫蜂Zigbee无线网络；以此方式，原紫蜂Zigbee无线网络各个节点恢复到原紫蜂Zigbee无线网络状态。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种移动定位系统，其特征在于，包括：

具有至少一个定位设备，在与定位对象任意距离范围内中，通过电信网络与定位对象进行通讯；在紫蜂Zigbee无线网络的通讯范围内，与定位对象进行通讯；接收全球定位系统的定位信号；

具有至少一个定位对象，在与定位设备任意距离范围内中，通过电信网络与定位设备进行通讯；在紫蜂Zigbee无线网络的通讯范围内，与定位设备进行通讯；接收全球定位系统的定位信号；

具有全球定位系统，定位设备与定位对象都是通过全球定位系统接收定位信号，并通过电信网络发送各自的命令信息、位置信息或定位参考数据；

具有电信网络，在定位设备与定位对象的任意距离范围内，两者都是通过电信网络进行通讯，发送命令信息、位置信息或定位参考数据；

具有紫蜂Zigbee无线网络，在定位设备与定位对象的紫蜂Zigbee无线网络的通讯范围内，两者建立或加入紫蜂Zigbee无线网络，通过紫蜂Zigbee无线网络进行通讯；在紫蜂Zigbee无线网络中，定位设备通过移动或分布部署，用于采集定位对象的定位参考数据，利用全球定位系统和基于紫蜂Zigbee无线网络的无线定位方法相结合，动态计算出定位对象的位置；

定位设备通过电信网络，获得定位对象提供的定位对象的位置数据，对定位对象进行初步定位，在全球定位系统GPS的定位精度范围，形成定位对象的位置范围，或者定位设备能够获得定位对象的位置范围；定位设备在定位对象所确定的位置范围内进行低速移动，通过紫蜂Zigbee无线网络，获得一组在不同位置下定位对象的接收信号强度指示值和连接质量指示值数据；

定位设备和定位对象之间采用被动定位和主动定位驱动方式，所述被动定位是定位对象要求定位设备对其进行定位；所述主动定位是定位设备主动对定位对象进行定位。

2.根据权利要求1所述移动定位系统，其特征在于，所述定位设备至少包括：

第一微型控制器分别与第一显示单元、第一输入单元、第一存储单元、第一Zigbee模块、第一GPS模块及第一电信网络通讯模块的一端连接，用于对定位设备中获得的各种信息和控制进行处理；

第一显示单元，由第一微型控制器控制，用于显示定位设备各种输入或输出结果；

第一输入单元，用于将各种信息输入到第一微型控制器或第一存储单元中，由第一微型控制器进行处理；

第一存储单元，用于存储和运行第一微型控制器中的程序或相关数据；

第一天线的控制单元分别与第一Zigbee模块、第一GPS模块、第一电信网络通讯模块的另一端连接，用于收发第一电信网络通讯模块、第一GPS模块和第一Zigbee模块的无线信号；

第一Zigbee模块，用于在定位设备和定位对象之间或定位设备之间进行近距离无线通信；

第一GPS模块，用于确定定位设备的基本位置；

第一电信网络通讯模块分别与第一微型控制器和第一天线的控制单元连接，用于完成定位设备和定位对象之间在任何距离范围内通讯；

第一电源，用于为定位设备各组成单元提供电力。

3.根据权利要求1所述移动定位系统，其特征在于，所述定位对象数目确定为单点定位系统或网络定位系统方式：所述单点定位包括：定位一个定位对象；所述网络定位包括：定位紫蜂Zigbee无线网络中的多个定位对象；

所述的定位对象根据应用场景的不同，具有基本配置和完全配置两种配置方式：在基本配置下，定位对象包含第二微型控制器、第二Zigbee模块、第二天线、第二存储单元和第二电源构成；在完全配置下，定位对象在基本配置的基础上，至少再包含第二GPS模块和第二电信网络通讯模块，根据实际应用再加入第二显示单元和第二输入单元；其中在完全配置下的一个定位对象含有：

第二微型控制器分别与第二Zigbee模块、第二存储单元、第二GPS模块、第二电信网络通讯模块、第二显示单元及第二输入单元的一端连接，用于对定位对象中获得的各种信息和控制进行处理；

第二Zigbee模块的另一端与第二天线的控制单元连接，用于在定位设备和定位对象之间或定位对象之间进行近距离无线通信；

第二天线的控制单元分别与第二Zigbee模块、第二GPS模块及第二电信网络通讯模块的另一端连接，用于收发第二电信网络通讯模块、第二GPS模块和第二Zigbee模块的无线信号；

第二存储单元，用于存储和运行第二微型控制器中的程序或相关数据；

第二电源，用于为定位对象各组成单元提供电力；

第二GPS模块的另一端与第二天线的控制单元连接，用于确定定位对象的基本位置；

第二电信网络通讯模块的另一端与第二天线的控制单元连接，用于完成定位设备和定位对象之间在任何距离范围内的通讯；

第二显示单元，由第二微型控制器控制，用于显示定位对象各种输入或输出结果；

第二输入单元，用于将各种信息输入到第二微型控制器或第二存储单元中，由第二微型控制器进行处理。

4.根据权利要求1所述的移动定位系统，其特征在于，所述根据定位设备数目确定单移动定位设备或多移动定位设备：

所述单移动定位设备只含有一个定位设备，多移动定位设备含有多个定位设备；

所述多个移动定位设备中，负责定位计算和设备组织的设备为主定位设备，其他设备为从定位设备；多移动定位设备是通过多个定位设备在不同地点的移动或分布部署方式，获得定位网络中各个定位对象发出的数据包，从而形成定位网络的定位参考节点，所述定位参考节点是用于辅助定位的紫蜂Zigbee无线网络的节点；通过对定位参考数据的运算，所述定位参考数据由紫蜂Zigbee无线网络的节点提供，用于确定位置的相关数据；最后获得各个节点的位置信息，所述节点是紫蜂Zigbee无线网络的节点，是紫蜂Zigbee无线网络组成单元；所述定位网络包含多个定位对象的紫蜂Zigbee无线网络，是网络定位的对象。

5.一种移动定位方法，其特征在于，如下步骤：

步骤1：定位设备通过电信网络，获得定位对象提供的由第二GPS模块确定的定位对象的位置数据，对定位对象进行初步定位，在全球定位系统GPS的定位精度范围，形成定位对象的位置范围；或者，定位设备能够获得定位对象的位置范围；

步骤2：定位设备在定位对象所确定的位置范围内进行低速移动或分布部署，通过紫蜂Zigbee无线网络，获得一组在不同位置下定位对象的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据；

步骤3：通过对定位对象的接收信号强度指示值RSSI和连接质量指示值LQI数据进行无线定位处理后，计算出该时间范围内，定位对象的具体位置；如果定位对象本身是移动中，则计算出不同时间段该定位对象的位置；如果定位对象在静止状态下，则通过定位设备不同位置下而获得定位参考数据，进行定位计算，直到新增加的定位参考数据在规定范围内不能提高定位准确度为止。

6.根据权利要求5所述的移动定位方法，其特征在于，所述定位还包括，在单移动定位设备和单点定位情况下，利用一个定位设备和一个完全配置的定位对象，定位步骤如下：

步骤a1：定位请求

通过电信网络，定位设备和定位对象传递定位要求；如果通过身份和定位要求验证，继续进行步骤a2；否则，停止该流程；

步骤a2：定位信息交流

在定位设备没有到达定位对象的紫蜂Zigbee无线网络通信范围内的时候，定位设备与定位对象通过电信网络，进行全球定位系统GPS位置信息交流；

步骤a3：定位现场

如果定位设备邻近定位对象的位置范围时，定位对象建立紫蜂Zigbee无线网络，定位设备加入到该紫蜂Zigbee无线网络；

步骤a4：移动定位

定位设备以移动方式，获取定位参考数据，根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，不断计算定位对象的位置。

7.根据权利要求5所述的移动定位方法，其特征在于，所述定位还包括网络定位，是按照定位设备与定位网络的加入形式分为原网模式和组网模式两种方式：原网模式是定位设备以孩子节点的身份加入定位网络，而不改变其他节点的状态；组网模式是原定位网络解散，定位设备以协调器或路由器身份，建立或加入新的网络。

8.根据权利要求7所述的移动定位方法，其特征在于，所述定位还包括，利用单移动定位设备和网络定位，利用一个定位设备和一个定位网络，该定位网络中至少包括两个或以上的基本配置的定位对象，在原网模式下的工作步骤如下：

步骤b1：加入网络

在定位网络的范围内，定位设备通过身份验证，加入紫蜂Zigbee无线网络的定位网络中；

步骤b2：移动定位

定位设备不断移动位置，获取定位参考数据；如果在移动的过程中，定位设备变成孤儿，则重新执行步骤b1；

步骤b3：定位计算

定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则定位设备停止计算和移动；如果没有完成计算，则执行步骤b2。

9.根据权利要求7所述的移动定位方法，其特征在于，还包括，利用在单移动定位设备和网络定位情况下，在组网模式下的工作流程：

步骤c1：建立网络

定位设备加入定位网络中，协调者解散原紫蜂Zigbee无线网络，定位设备建立新的紫蜂Zigbee无线网络；同时，允许符合在原网络长地址的节点以终端设备身份加入新的紫蜂Zigbee无线网络；原紫蜂Zigbee无线网络的节点以此方式，重新加入以定位设备为协调器的新的紫蜂Zigbee无线网络；

步骤c2：移动定位和定位计算

定位设备移动并获得定位参考数据，根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则执行步骤c3；如果没有完成计算，则继续执行步骤c2；

步骤c3：恢复原网络

定位设备解散其建立的紫蜂Zigbee无线网络，原紫蜂Zigbee无线网络节点重新组网。

10.根据权利要求5、7所述的移动定位方法，其特征在于，所述定位，在多移动定位设备和单点定位情况下，该定位系统中包括两个或以上的定位设备和一个完全配置的定位对象，此系统的工作流程：

步骤d1：定位请求

通过电信网络，主定位设备和定位对象传递定位要求；如果通过身份和定位要求验证，继续进行步骤d2；否则，停止该流程；

步骤d2：定位信息交流

在主定位设备没有到达定位对象的紫蜂Zigbee无线网络通信范围内的时候，主定位设备与定位对象通过电信网络，进行全球定位系统GPS位置信息交流；

步骤d3：定位现场

如果各定位设备邻近定位对象的位置范围时，定位对象建立紫蜂Zigbee无线网络，各定位设备加入到该紫蜂Zigbee无线网络；

步骤d4：移动定位并定位计算

各定位设备通过移动或分布部署，获取定位参考数据并汇总到主定位设备中，由主定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，完成定位计算。

11.根据权利要求7所述的移动定位方法，其特征在于，在多移动定位设备和网络定位情况下，该定位系统包括两个或以上的定位设备和一个定位网络，该定位网络中至少包括两个或以上的基本配置的定位对象，在原网模式下的工作流程：

步骤e1：加入网络

在定位网络的范围内，各定位设备通过身份验证，加入紫蜂Zigbee无线网络的定位网络中；

步骤e2：获得定位参考数据

各定位设备通过移动或分布部署，获得定位对象的定位参考数据；如果在移动的过程中，各定位设备变成孤儿，这重新执行步骤e1；

步骤e3：定位计算

各个定位设备把获得定位参考数据，汇总到主定位设备中；主定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则结束；如果没有完成计算，则继续执行步骤e2。

12.根据权利要求7所述的移动定位方法，其特征在于，在多移动定位设备和网络定位情况下，在组网模式下的工作流程：

步骤f1：建立网络

主定位设备加入并使原定位网络解散；主定位设备建立新的紫蜂Zigbee无线网络，原定位网络结点和从定位设备加入该网络；

步骤f2：获得定位数据并定位计算

各个定位设备通过移动或分布部署，获得定位参考数据，并汇总到主定位设备中，主定位设备根据紫蜂Zigbee无线网络的节点的定位，进行定位计算；在一定精度范围内，如果在定位网络中所有定位对象的位置都计算完成，则定位设备停止计算和移动，执行步骤f3；如果没有完成计算，则继续执行步骤f2；

步骤f3：恢复原网络

主定位设备解散由其建立的紫蜂Zigbee无线网络，原紫蜂Zigbee无线网络节点重新组网。

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