CN102413425B - 一种手机定位系统及其定位方法 - Google Patents
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Abstract
一种手机定位系统及其定位方法，涉及移动设备定位技术领域，所解决的是提高定位精度的技术问题。该系统包括手机、定位服务器，及多个用于发射超声波信号的超声波发射器；各超声波发射器分别安装在各个定位监测区域内，每个超声波发射器均设有一个设备编码；所述手机中内置有无线网络模块，及用于接收超声波信号的麦克风，用于处理超声波信号的超声数据处理模块；所述手机的超声数据处理模块设有超声信号输入口及数据输出口，其超声信号输入口连接麦克风，其数据输出口连接其无线网络模块；所述手机的无线网络模块经无线网络连接定位服务器。本发明提供的系统，能判断手机是否已经进入商店、办公室等较小的区域。
Description
技术领域
本发明涉及移动设备定位技术，特别是涉及一种手机定位系统及其定位方法的技术。
背景技术
目前，手机互联网的应用日益广泛，手机进入某一区域时，可通过手机互联网查询到其所在区域内的相关信息，比如手机使用者进入一商家消费时，可通过手机互联网查询到其所在商家的促销信息，再根据查询到信息在该商家完成消费，获得优惠。
但是，互联网上提供的信息非常多，手机进入某一区域后，手机使用者往往需要花费很长时间才能通过手机从互联网上查找到该区域的相关信息。
因此，如果能在手机进入某一区域后，能向手机发送其所在区域的相关信息，即能节省手机使用者查找所在区域相关信息的时间，也能提高该区域所发布信息的有效性，比如手机使用者进入某一商家后，向手机发送其所在商家的促销信息，即能节省手机使用者查找该商家促销信息的时间，并在消费时获得优惠，也利于该商家促销。但是，这种方法需要对手机进行精确定位，即需要手机的定位系统能监测到手机有否进入一具体定位监测区域（如某一室内区域）。
现有的手机都是采用GPS卫星结合网络（Network）、基站（Cell-ID）进行综合定位的，在室外能够连上多颗卫星的情况下，精度可以达到几十米甚至几米的范围，如果卫星信号不好，精度为大约100米至800米范围，如果没有卫星和网络信号，只有电话信号，精度就更糟，约为2000米范围，而且无论其定位精度有多高，也只能根据手机的GPS定位系统所提供的位置信息获知手机所处地理位置，无法确定手机是否已进入该地理位置的某一具体定位监测区域（如某一室内区域），因而无法根据手机的GPS定位系统所提供的位置信息向手机针对性的发送其所在定位监测区域的相关信息。
由此可见，现有的手机GPS定位系统所存在的缺陷是无法确定手机是否进入一具体定位监测区域，从而无法实现对手机的精确定位，因而无法实现向手机针对性发送其所在定位监测区域相关信息的应用。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能确定手机是否进入一具体定位监测区域，实现对手机精确定位的手机定位系统及其定位方法；
本发明进一步要解决的技术问题是在单个较小地域（如数百或数千平米内）内具有多个定位监测区域时，也能确定手机是否进入其中的一个具体定位监测区域，实现对手机的精确定位。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种手机定位系统，包括手机，其特征在于：还包括定位服务器，及多个用于发射超声波信号的超声波发射器；
各超声波发射器分别安装在各个定位监测区域内，每个超声波发射器均设有一个设备编码；
所述超声波发射器有至少三个频率值相异的超声波发射频率、至少三个相异的设备码标识符，其超声波发射频率的数量与其设备码标识符的数量一致，每个超声波发射频率对应一个设备码标识符，所述设备编码由至少一个设备码标识符组成；
所述手机中内置有无线网络模块，及用于接收超声波信号的麦克风，用于处理超声波信号的超声数据处理模块；
所述手机的超声数据处理模块设有超声信号输入口及数据输出口，其超声信号输入口连接麦克风，其数据输出口连接其无线网络模块；
所述手机的无线网络模块经无线网络连接定位服务器。
进一步的，所述手机中还内置有GPS定位模块，所述手机的超声数据处理模块设有GPS数据输入口，其GPS数据输入口连接GPS定位模块。
进一步的，所述超声波发射器的各超声波发射频率中，其中一个超声波发射频率为界位标记频率，另几个超声波发射频率为码符标记频率，对应界位标记频率的设备码标识符为界位标记符，对应各码符标记频率的设备码标识符为码位标记符，所述设备编码是由界位标记符及至少两个码位标记符依序排列而成的设备码标识符序列，且界位标记符位于设备码标识符序列的序列头或序列尾。
进一步的，所述超声波发射器的各超声波发射频率中，其中一个超声波发射频率为界位标记频率，另几个超声波发射频率为码符标记频率，对应界位标记频率的设备码标识符为界位标记符，对应各码符标记频率的设备码标识符为码位标记符，所述设备编码是由界位标记符及至少两个码位标记符依序排列而成的设备码标识符序列，且界位标记符位于设备码标识符序列的序列头或序列尾。
进一步的，所述超声波发射器的超声波发射频率数量为5～8个。
进一步的，所述超声波发射器中各超声波发射频率的频率值在20000HZ～21739HZ之间。
进一步的，所述超声波发射器中各超声波发射频率的频率差大于等于200HZ。
本发明所提供的手机定位系统的定位方法，其特征在于：
将每个超声波发射器的设备编码均用单个设备码标识符编制，并使位于同一个GPS定位区域内的各超声波发射器的设备编码相异；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均按自身设备编码中的设备码标识符所对应的超声波发射频率，持续发射超声波信号；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的超声波信号，通过GPS定位模块接收GPS卫星的GPS定位数据，并根据接收到的超声波信号的频率及GPS定位数据对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）从存储在手机中的定位监测区域中，找出位于GPS定位数据的定位范围内的各个定位监测区域；
2）根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的超声波信号频率解码为与其频率值相对应的设备码标识符，得到发射该超声波信号的超声波发射器的设备编码；
3）从步骤1找出的各定位监测区域中，找出步骤2解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域。
本发明所提供的手机定位系统的另一种定位方法，其特征在于：
为每个超声波发射器的编制一个唯一的设备编码；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均根据自身设备编码持续发射编码超声波信号序列；
所述编码超声波信号序列是由按界位标记频率发射的界位码超声波信号，及按各个码符标记频率分别发射的各个码符超声波信号，依序轮流发射的超声波信号序列，且每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均一致，每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射顺序，与各自所对应的设备码标识符在超声波发射器的设备编码中的排位顺序一致；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的编码超声波信号序列，并根据接收到的编码超声波信号序列对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）对接收到的编码超声波信号进行解码，解码时先根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的界位码超声波信号及各码符超声波信号分别解码为与其频率值相对应的设备码标识符，再根据解码得到的界位标记符及各码位标记符的排列顺序识别出发射该编码超声波信号序列的超声波发射器的设备编码；
2）从存储在手机中的定位监测区域中，找出步骤1解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域。
本发明所提供的手机定位系统的另一种定位方法，其特征在于：
为位于同一个GPS定位区域内的各个超声波发射器编制相异的设备编码；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均根据自身设备编码持续发射编码超声波信号序列；
所述编码超声波信号序列是由按界位标记频率发射的界位码超声波信号，及按各个码符标记频率分别发射的各个码符超声波信号，依序轮流发射的超声波信号序列，且每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均一致，每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射顺序，与各自所对应的设备码标识符在超声波发射器的设备编码中的排位顺序一致；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的编码超声波信号序列，通过GPS定位模块接收GPS卫星的GPS定位数据，并根据接收到的编码超声波信号序列及GPS定位数据对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）从存储在手机中的定位监测区域中，找出位于GPS定位数据的定位范围内的各个定位监测区域；
2）对接收到的编码超声波信号进行解码，解码时先根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的界位码超声波信号及各码符超声波信号分别解码为与其频率值相对应的设备码标识符，再根据解码得到的界位标记符及各码位标记符的排列顺序识别出发射该编码超声波信号序列的超声波发射器的设备编码；
3）从步骤1找出的各定位监测区域中，找出步骤2解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域。
进一步的，手机找出解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域后，将该定位监测区域的名称、地址上传给定位服务器。
进一步的，定位服务器收到手机上传的定位监测区域名称、地址后，将该定位监测区域的相关信息发送给手机。
进一步的，界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均在100ms～500ms之间。
本发明提供的手机定位系统及其定位方法，在每个定位监测区域内安装一个超声波发射器，手机进入定位监测区域时接收超声波发射器发射的包含有其设备编码的超声波信号并进行识别，再根据识别出的设备编码确定手机所在的定位监测区域，或根据识别出的设备编码与GPS定位信息的结合确定手机所在的定位监测区域，从而实现手机的精确定位，克服了现有GPS卫星定位系统定位精度差的缺点，能确定手机是否进入一具体定位监测区域，具有抗干扰能力强及编解码简单快捷的特点，非常适用于运算功能有限的手机CPU；
采用以多频率组合方式编制包含设备编码信息的超声波信号，还能为设有多个（如几十甚至于几百个）定位监测区域的较小地域（如数百或数千平米内）提供足够多的设备编码数量，使该地域内各个定位监测区域的超声波发射器发射的超声波信号所包含设备编码信息相异，使得在单个地域内具有多个定位监测区域时，也能确定手机是否进入其中的一个具体定位监测区域，实现对手机的精确定位；
将以多频率组合方式编制的包含设备编码信息的超声波信号与GPS定位结合使用，不仅能在单个地域内具有多个定位监测区域时确定手机是否进入其中的一个具体定位监测区域，实现对手机的精确定位，而且定位监测区域的数量也不会受到设备编码数量的限制，使得相距较远地域的超声波发射器可以使用相同的设备编码，能实现大范围的应用。
另外现有技术在超声波发射器发射的超声波信号中，如采用单频率PWM（简称脉宽调制）编码技术，只要编码数大于十几种，最后的信号中就会含有与载波振幅强度相同数量级的音频成分，也就是说就容易产生包含有人耳能听见的低于20KHZ的声波，会对定位监测区域内的人员造成噪声污染，甚至会严重影响定位系统的推广、使用。本发明中使用几种不同频率的载波，每一种的PWM编码都高于20KHZ，最后总的信号是听不见的，因而有效地克服了所述的超声波发射器单频率编码技术产生噪声污染的缺陷。
附图说明
图1是本发明第一实施例的手机定位系统的结构示意图；
图2是本发明第二实施例的手机定位系统的结构示意图；
图3是本发明第一实施例的手机定位系统中的超声波发射器中的电路图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明第一实施例所提供的一种手机定位系统，包括手机21，其特征在于：还包括定位服务器22，及多个用于发射超声波信号的超声波发射器23；
各超声波发射器23分别安装在各个定位监测区域内，每个超声波发射器23均设有一个设备编码；
所述超声波发射器23有至少三个频率值相异的超声波发射频率、至少三个相异的设备码标识符，其超声波发射频率的数量与其设备码标识符的数量一致，每个超声波发射频率对应一个设备码标识符，所述设备编码由至少一个设备码标识符组成；
所述手机21中内置有无线网络模块、GPS定位模块，及用于接收超声波信号的麦克风，用于处理超声波信号的超声数据处理模块；
所述手机21的超声数据处理模块设有GPS数据输入口、超声信号输入口及数据输出口，其GPS数据输入口连接GPS定位模块，其超声信号输入口连接麦克风，其数据输出口连接其无线网络模块；
所述手机21的无线网络模块经无线网络连接定位服务器22。
本发明第一实施例中，所述超声波发射器中各超声波发射频率的频率值在20000HZ～21739HZ之间，超声波是大于20000HZ的声波，传统的手机麦克风响应范围大约在44KHZ以下，超声波发射器中各超声波发射频率的频率值控制在20000HZ～21739HZ时，传统手机基本上都可以接收到超声波发射器发射的超声波信号。
本发明第一实施例中，所述超声波发射器中有五个超声波发射频率，各超声波发射频率的频率值分别为20000HZ、20411HZ、20839HZ、21285HZ、21739HZ。
如图3所示，本发明第一实施例中，所述超声波发射器包括单片机U1和压电扬声器SP，所述单片机U1设有PWM（脉宽调制）信号输出口，其PWM信号输出口接到压电扬声器SP，单片机U1控制其PWM波的输出频率，即可控制压电扬声器SP发射的超声波信号频率。
本发明第一实施例的手机定位系统的定位方法，其特征在于：
将每个超声波发射器的设备编码均用单个设备码标识符编制，并使位于同一个GPS定位区域内的各超声波发射器的设备编码相异；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均按自身设备编码中的设备码标识符所对应的超声波发射频率，持续发射超声波信号；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的超声波信号，通过GPS定位模块接收GPS卫星24的GPS定位数据，并根据接收到的超声波信号的频率及GPS定位数据对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）从存储在手机中的定位监测区域中，找出位于GPS定位数据的定位范围内的各个定位监测区域；
2）根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的超声波信号频率解码为与其频率值相对应的设备码标识符，得到发射该超声波信号的超声波发射器的设备编码；
3）从步骤1找出的各定位监测区域中，找出步骤2解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域；
4）手机找出解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域后，将该定位监测区域的名称、地址上传给定位服务器；
5）定位服务器收到手机上传的定位监测区域名称、地址后，将该定位监测区域的相关信息发送给手机。
以下通过实例进一步说明本发明第一实施例的手机定位系统的定位方法：
比如，选取多个商家作为定位监测区域时，将各个超声波发射器分别安装在各个商家内，位于同一个GPS定位区域内的各个超声波发射器发射不同频率的超声波信号；
手机使用者进入某一商家时，其手机根据GPS定位数据确定其所在区域的大致地理位置，并找出该区域内装有超声波发射器的各个商家，再接收安装在该商家内的超声波发射器所发射的超声波信号，根据接收到的超声波信号的频率值得出安装在该商家内的超声波发射器的设备编码，再根据得到的设备编码从该区域内装有超声波发射器的各个商家找出其进入的具体商家，再将该具体商家的名称、地址上传给定位服务器，定位服务器再将该具体商家的促销信息、优惠券发送给手机，手机使用者凭借手机收到的优惠券在该具体商家完成消费时得到优惠。
如图2所示，本发明第二实施例所提供的一种手机定位系统，包括手机11，其特征在于：还包括定位服务器12，及多个用于发射超声波信号的超声波发射器13；
各超声波发射器13分别安装在各个定位监测区域内，每个超声波发射器13均设有一个设备编码；
所述超声波发射器13有至少三个频率值相异的超声波发射频率、至少三个相异的设备码标识符，其超声波发射频率的数量与其设备码标识符的数量一致，每个超声波发射频率对应一个设备码标识符，所述设备编码由至少一个设备码标识符组成；
所述手机11中内置有无线网络模块，及用于接收超声波信号的麦克风，用于处理超声波信号的超声数据处理模块；
所述手机11的超声数据处理模块设有超声信号输入口及数据输出口，其超声信号输入口连接麦克风，其数据输出口连接其无线网络模块；
所述手机11的无线网络模块经无线网络连接定位服务器12。
本发明第二实施例中，所述超声波发射器的各超声波发射频率中，其中一个超声波发射频率为界位标记频率，另几个超声波发射频率为码符标记频率，对应界位标记频率的设备码标识符为界位标记符，对应各码符标记频率的设备码标识符为码位标记符，所述设备编码是由界位标记符及至少两个码位标记符依序排列而成的设备码标识符序列，且界位标记符位于设备码标识符序列的序列头或序列尾。
本发明第二实施例中，所述超声波发射器中各超声波发射频率的频率值在20000HZ～21739HZ之间，超声波是大于20000HZ的声波，传统的手机麦克风响应范围大约在44KHZ以下，超声波发射器中各超声波发射频率的频率值控制在20000HZ～21739HZ时，传统手机基本上都可以接收到超声波发射器发射的超声波信号。
本发明第二实施例中，所述超声波发射器中有五个超声波发射频率，各超声波发射频率的频率值分别为20000HZ、20411HZ、20839HZ、21285HZ、21739HZ。
本发明第二实施例的手机定位系统的定位方法，其特征在于：
为每个超声波发射器的编制一个唯一的设备编码；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均根据自身设备编码持续发射编码超声波信号序列；
所述编码超声波信号序列是由按界位标记频率发射的界位码超声波信号，及按各个码符标记频率分别发射的各个码符超声波信号，依序轮流发射的超声波信号序列，且每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均一致，每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射顺序，与各自所对应的设备码标识符在超声波发射器的设备编码中的排位顺序一致；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的编码超声波信号序列，并根据接收到的编码超声波信号序列对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）对接收到的编码超声波信号进行解码，解码时先根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的界位码超声波信号及各码符超声波信号分别解码为与其频率值相对应的设备码标识符，再根据解码得到的界位标记符及各码位标记符的排列顺序识别出发射该编码超声波信号序列的超声波发射器的设备编码；
2）从存储在手机中的定位监测区域中，找出步骤1解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域；
3）手机找出解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域后，将该定位监测区域的名称、地址上传给定位服务器；
4）定位服务器收到手机上传的定位监测区域名称、地址后，将该定位监测区域的相关信息发送给手机。
以下通过实例进一步说明本发明第二实施例的手机定位系统的定位方法：
比如，选取多个商家作为定位监测区域时，将各个超声波发射器分别安装在各个商家内，各个超声波发射器发射不同的编码超声波信号序列；
手机使用者进入某一商家时，其手机接收安装在该商家内的超声波发射器所发射的超声波信号，并达到一个编码超声波信号序列的发射时长（如1.5秒），手机即可根据接收到的超声波信号得出安装在该商家内的超声波发射器的设备编码，再根据得到的设备编码找出其进入的具体商家，再将该具体商家的名称、地址上传给定位服务器，定位服务器再将该具体商家的促销信息、优惠券发送给手机，手机使用者凭借手机收到的优惠券在该具体商家完成消费时得到优惠。
以下通过实例进一步说明本发明第二实施例中，手机对接收到的编码超声波信号进行解码的方法：
比如，超声波发射器的界位标记频率的频率值为21739HZ，四个码符标记频率的频率值分别为20000HZ、20411HZ、20839HZ、21285HZ，其中界位标记频率的设备码标识符为“A”，频率值为20000HZ的码符标记频率的设备码标识符为“B”，频率值为20411HZ的码符标记频率的设备码标识符为“C”，频率值为20839HZ的码符标记频率的设备码标识符为“D”，频率值为21285HZ的码符标记频率的设备码标识符为“E”，超声波发射器的设备编码为“ADECB”，则超声波发射器发射单个编码超声波信号时，依次发送频率值为21739HZ的超声波信号（即设备码标识符“A”）、频率值为20839HZ的超声波信号（即设备码标识符“D”）、频率值为21285HZ的超声波信号（即设备码标识符“E”）、频率值为20411HZ的超声波信号（即设备码标识符“C”）、频率值为20000HZ的超声波信号（即设备码标识符“B”）；
手机对接收到的编码超声波信号进行解码时，先依序将频率值为21739HZ的超声波信号译码为界位标记频率的设备码标识符“A”，将频率值为20839HZ的超声波信号译码为设备码标识符“D”，将频率值为21285HZ的超声波信号译码为设备码标识符为“E”，将频率值为20411HZ的超声波信号译码为设备码标识符为“C”，将频率值为20000HZ的超声波信号译码为设备码标识符为“B”，并根据各设备码标识符的排列顺序，及界位标记频率的设备码标识符的位置，识别出编码超声波信号序列的编码为“ADECB”，则得到超声波发射器的设备编码为“ADECB”。
本发明第二实施例中，界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均为300ms，一个完整编码超声波信号序列的时长为5×0.3=1.5秒，因此手机只需接收1.5秒的超声波信号，即可解读出超声波发射器的设备编码。
本发明第三实施例所提供的一种手机定位系统，包括手机，其特征在于：还包括定位服务器，及多个用于发射超声波信号的超声波发射器；
各超声波发射器分别安装在各个定位监测区域内，每个超声波发射器均设有一个设备编码；
所述超声波发射器有至少三个频率值相异的超声波发射频率、至少三个相异的设备码标识符，其超声波发射频率的数量与其设备码标识符的数量一致，每个超声波发射频率对应一个设备码标识符，所述设备编码由至少一个设备码标识符组成；
所述手机中内置有无线网络模块、GPS定位模块，及用于接收超声波信号的麦克风，用于处理超声波信号的超声数据处理模块；
所述手机的超声数据处理模块设有GPS数据输入口、超声信号输入口及数据输出口，其GPS数据输入口连接GPS定位模块，其超声信号输入口连接麦克风，其数据输出口连接其无线网络模块；
所述手机的无线网络模块经无线网络连接定位服务器。
本发明第三实施例中，所述超声波发射器的各超声波发射频率中，其中一个超声波发射频率为界位标记频率，另几个超声波发射频率为码符标记频率，对应界位标记频率的设备码标识符为界位标记符，对应各码符标记频率的设备码标识符为码位标记符，所述设备编码是由界位标记符及至少两个码位标记符依序排列而成的设备码标识符序列，且界位标记符位于设备码标识符序列的序列头或序列尾。
本发明第三实施例中，所述超声波发射器中各超声波发射频率的频率值在20000HZ～21739HZ之间，超声波是大于20000HZ的声波，传统的手机麦克风响应范围大约在44KHZ以下，超声波发射器中各超声波发射频率的频率值控制在20000HZ～21739HZ时，传统手机基本上都可以接收到超声波发射器发射的超声波信号。
本发明第三实施例中，所述超声波发射器中有五个超声波发射频率，各超声波发射频率的频率值分别为20000HZ、20411HZ、20839HZ、21285HZ、21739HZ。
本发明第三实施例的手机定位系统的定位方法，其特征在于：
为位于同一个GPS定位区域内的各个超声波发射器编制相异的设备编码；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均根据自身设备编码持续发射编码超声波信号序列；
所述编码超声波信号序列是由按界位标记频率发射的界位码超声波信号，及按各个码符标记频率分别发射的各个码符超声波信号，依序轮流发射的超声波信号序列，且每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均一致，每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射顺序，与各自所对应的设备码标识符在超声波发射器的设备编码中的排位顺序一致；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的编码超声波信号序列，通过GPS定位模块接收GPS卫星的GPS定位数据，并根据接收到的编码超声波信号序列及GPS定位数据对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）从存储在手机中的定位监测区域中，找出位于GPS定位数据的定位范围内的各个定位监测区域；
2）对接收到的编码超声波信号进行解码，解码时先根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的界位码超声波信号及各码符超声波信号分别解码为与其频率值相对应的设备码标识符，再根据解码得到的界位标记符及各码位标记符的排列顺序识别出发射该编码超声波信号序列的超声波发射器的设备编码；
3）从步骤1找出的各定位监测区域中，找出步骤2解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域；
4）手机找出解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域后，将该定位监测区域的名称、地址上传给定位服务器；
5）定位服务器收到手机上传的定位监测区域名称、地址后，将该定位监测区域的相关信息发送给手机。
以下通过实例进一步说明本发明第三实施例的手机定位系统的定位方法：
比如，选取多个商家作为定位监测区域时，将各个超声波发射器分别安装在各个商家内，位于同一个GPS定位区域内的各个超声波发射器发射不同的编码超声波信号序列；
手机使用者进入某一商家时，其手机根据GPS定位数据确定其所在区域的大致地理位置，并找出该区域内装有超声波发射器的各个商家，再接收安装在该商家内的超声波发射器所发射的超声波信号，并达到一个编码超声波信号序列的发射时长（如1.5秒），手机即可根据接收到的超声波信号得出安装在该商家内的超声波发射器的设备编码，再根据得到的设备编码从该区域内装有超声波发射器的各个商家找出其进入的具体商家，再将该具体商家的名称、地址上传给定位服务器，定位服务器再将该具体商家的促销信息、优惠券发送给手机，手机使用者凭借手机收到的优惠券在该具体商家完成消费时得到优惠。
以下通过实例进一步说明本发明第三实施例中，手机对接收到的编码超声波信号进行解码的方法：
比如，超声波发射器的界位标记频率的频率值为21739HZ，四个码符标记频率的频率值分别为20000HZ、20411HZ、20839HZ、21285HZ，其中界位标记频率的设备码标识符为“A”，频率值为20000HZ的码符标记频率的设备码标识符为“B”，频率值为20411HZ的码符标记频率的设备码标识符为“C”，频率值为20839HZ的码符标记频率的设备码标识符为“D”，频率值为21285HZ的码符标记频率的设备码标识符为“E”，超声波发射器的设备编码为“ADECB”，则超声波发射器发射单个编码超声波信号时，依次发送频率值为21739HZ的超声波信号（即设备码标识符“A”）、频率值为20839HZ的超声波信号（即设备码标识符“D”）、频率值为21285HZ的超声波信号（即设备码标识符“E”）、频率值为20411HZ的超声波信号（即设备码标识符“C”）、频率值为20000HZ的超声波信号（即设备码标识符“B”）；
手机对接收到的编码超声波信号进行解码时，先依序将频率值为21739HZ的超声波信号译码为界位标记频率的设备码标识符“A”，将频率值为20839HZ的超声波信号译码为设备码标识符“D”，将频率值为21285HZ的超声波信号译码为设备码标识符为“E”，将频率值为20411HZ的超声波信号译码为设备码标识符为“C”，将频率值为20000HZ的超声波信号译码为设备码标识符为“B”，并根据各设备码标识符的排列顺序，及界位标记频率的设备码标识符的位置，识别出编码超声波信号序列的编码为“ADECB”，则得到超声波发射器的设备编码为“ADECB”。
本发明第三实施例中，界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均为300ms，一个完整编码超声波信号序列的时长为5×0.3=1.5秒，因此手机只需接收1.5秒的超声波信号，即可解读出超声波发射器的设备编码。
本发明第二、第三实施例中，所述超声波发射器的结构与第一实施例中的超声波发射器结构基本一致，其区别之处在于：第一实施例中的单个超声波发射器发射的是单频率的超声波信号，第二、第三实施例中的单个超声波发射器发射的是由多个频率的超声波信号组成的编码超声波信号序列，本发明其它实施例中也可以采用其它结构的超声波发射器。
本发明第一实施例适合单个地域内定位监测区域数量不多（不超过超声波发射器的超声波发射频率数量）的应用，本发明第二实施例适合定位监测区域总数量不多（不超过超声波发射器的各超声波发射频率组成的编码数量）的应用，本发明第三实施例适合单个地域内定位监测区域数量较多（超过超声波发射器的超声波发射频率数量）的应用。
本发明其它实施例中，超声波发射器的超声波发射频率数量也可以是3个、4个，或5个以上，超声波发射器的超声波发射频率数量为5个、6个、7个或8个时，能达到最佳效果。
本发明其它实施例中，超声波发射器的各超声波发射频率也可以选择其它频率值，但是各超声波发射频率的频率差最好大于等于200HZ，以便于手机能准确识别超声波发射器所发射的各超声波信号的频率，如果超声波发射器布设区域干扰信号较多较强，各超声波发射频率的频率差最好大于等于240HZ，这样有助于提高手机对超声波发射器所发射的各超声波信号的频率的识别率。
本发明其它实施例中，超声波发射器中各超声波发射频率的频率值，还可以根据手机麦克风的实际响应范围选择大于21739HZ的频率值，比如22100HZ、22500HZ等。
本发明其它实施例中，超声波发射器中各超声波发射频率的频率差，还可以根据手机识别超声波信号频率的能力选择低于200HZ，比如150HZ、100HZ等。
本发明其它实施例中，界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长还可以是100ms、150ms、200ms、250ms、350ms、400ms、450ms、500ms，或其它时长，最好控制在100ms～500ms之间；
界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长过长时，一个完整编码超声波信号序列的时长也会相对延长，这虽然能增加设备编码识别率，但手机接收一个完整编码超声波信号序列的时间也会相应增加，手机使用者需要等待的时间也增加，会影响手机使用者的使用感受；
界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长过短，则一个完整编码超声波信号序列的时长也会相对较短，这会增加手机对设备编码的识别难度。
本发明各实施例中所述的GPS定位模块，可以是能直接获取GPS卫星的GPS定位数据的模块，也可以是能通过移动互联网间接获取GPS卫星的GPS定位数据的模块。
本发明各实施例中，超声波发射器所发射的超声波信号的载波频率均在20KHZ以上，采用不同频率的超声波信号编制的编码超声波信号序列本身的脉冲频率在15HZ以内，因此人耳都听不见，不会影响至超声波发射器安装区域内的人员。
Claims (13)
1.一种手机定位系统，包括手机，其特征在于：还包括定位服务器，及多个用于发射超声波信号的超声波发射器；
各超声波发射器分别安装在各个定位监测区域内，每个超声波发射器均设有一个设备编码；
所述超声波发射器有至少三个频率值相异的超声波发射频率、至少三个相异的设备码标识符，其超声波发射频率的数量与其设备码标识符的数量一致，每个超声波发射频率对应一个设备码标识符，所述设备编码由至少一个设备码标识符组成；
所述手机中内置有无线网络模块，及用于接收超声波信号的麦克风，用于处理超声波信号的超声数据处理模块；
所述手机的超声数据处理模块设有超声波信号输入口及数据输出口，其超声波信号输入口连接麦克风，其数据输出口连接其无线网络模块；
所述手机的无线网络模块经无线网络连接定位服务器。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述手机中还内置有GPS定位模块，所述手机的超声数据处理模块设有GPS数据输入口，其GPS数据输入口连接GPS定位模块。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述超声波发射器的各超声波发射频率中，其中一个超声波发射频率为界位标记频率，另几个超声波发射频率为码符标记频率，对应界位标记频率的设备码标识符为界位标记符，对应各码符标记频率的设备码标识符为码位标记符，所述设备编码是由界位标记符及至少两个码位标记符依序排列而成的设备码标识符序列，且界位标记符位于设备码标识符序列的序列头或序列尾。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述超声波发射器的各超声波发射频率中，其中一个超声波发射频率为界位标记频率，另几个超声波发射频率为码符标记频率，对应界位标记频率的设备码标识符为界位标记符，对应各码符标记频率的设备码标识符为码位标记符，所述设备编码是由界位标记符及至少两个码位标记符依序排列而成的设备码标识符序列，且界位标记符位于设备码标识符序列的序列头或序列尾。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述超声波发射器的超声波发射频率数量为5～8个。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述超声波发射器中各超声波发射频率的频率值在20000HZ～21739HZ之间。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述超声波发射器中各超声波发射频率的频率差大于等于200HZ。
8.根据权利要求2所述的手机定位系统的定位方法，其特征在于：
将每个超声波发射器的设备编码均用单个设备码标识符编制，并使位于同一个GPS定位区域内的各超声波发射器的设备编码相异；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均按自身设备编码中的设备码标识符所对应的超声波发射频率，持续发射超声波信号；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的超声波信号，通过GPS定位模块接收GPS卫星的GPS定位数据，并根据接收到的超声波信号的频率及GPS定位数据对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）从存储在手机中的定位监测区域中，找出位于GPS定位数据的定位范围内的各个定位监测区域；
2）根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的超声波信号频率解码为与其频率值相对应的设备码标识符，得到发射该超声波信号的超声波发射器的设备编码；
3）从步骤1）找出的各定位监测区域中，找出步骤2）解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域。
9.根据权利要求3所述的手机定位系统的定位方法，其特征在于：
为每个超声波发射器的编制一个唯一的设备编码；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均根据自身设备编码持续发射编码超声波信号序列；
所述编码超声波信号序列是由按界位标记频率发射的界位码超声波信号，及按各个码符标记频率分别发射的各个码符超声波信号，依序轮流发射的超声波信号序列，且每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均一致，每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射顺序，与各自所对应的设备码标识符在超声波发射器的设备编码中的排位顺序一致；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的编码超声波信号序列，并根据接收到的编码超声波信号序列对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）对接收到的编码超声波信号进行解码，解码时先根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的界位码超声波信号及各码符超声波信号分别解码为与其频率值相对应的设备码标识符，再根据解码得到的界位标记符及各码位标记符的排列顺序识别出发射该编码超声波信号序列的超声波发射器的设备编码；
2）从存储在手机中的定位监测区域中，找出步骤1）解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域。
10.根据权利要求4所述的手机定位系统的定位方法，其特征在于：
为位于同一个GPS定位区域内的各个超声波发射器编制相异的设备编码；
在定位服务器中存入各个定位监测区域的名称、地址及相关信息；
在手机中存入各个定位监测区域的名称、地址，各个定位监测区域内的超声波发射器的设备编码，超声波发射器的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符；
每个定位检测区域内的超声波发射器均根据自身设备编码持续发射编码超声波信号序列；
所述编码超声波信号序列是由按界位标记频率发射的界位码超声波信号，及按各个码符标记频率分别发射的各个码符超声波信号，依序轮流发射的超声波信号序列，且每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均一致，每个编码超声波信号序列中的界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射顺序，与各自所对应的设备码标识符在超声波发射器的设备编码中的排位顺序一致；
手机进入定位检测区域时，其内置的超声数据处理模块通过麦克风接收定位检测区域内的编码超声波信号序列，通过GPS定位模块接收GPS卫星的GPS定位数据，并根据接收到的编码超声波信号序列及GPS定位数据对手机进行定位，其具体定位步骤如下：
1）从存储在手机中的定位监测区域中，找出位于GPS定位数据的定位范围内的各个定位监测区域；
2）对接收到的编码超声波信号进行解码，解码时先根据手机内所存储的各个超声波发射频率的频率值及各个超声波发射频率所对应的设备码标识符，将接收到的界位码超声波信号及各码符超声波信号分别解码为与其频率值相对应的设备码标识符，再根据解码得到的界位标记符及各码位标记符的排列顺序识别出发射该编码超声波信号序列的超声波发射器的设备编码；
3）从步骤1）找出的各定位监测区域中，找出步骤2）解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域。
11.根据权利要求8或9或10所述的方法，其特征在于：手机找出解码得到的设备编码所属超声波发射器所在的定位监测区域后，将该定位监测区域的名称、地址上传给定位服务器。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：定位服务器收到手机上传的定位监测区域名称、地址后，将该定位监测区域的相关信息发送给手机。
13.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于：界位码超声波信号及各码符超声波信号的发射时长均在100ms～500ms之间。
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