CN103458503B - 基于rssi和aoa的单基站三维定位系统及定位方法 - Google Patents

基于rssi和aoa的单基站三维定位系统及定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103458503B
CN103458503B CN201310406412.0A CN201310406412A CN103458503B CN 103458503 B CN103458503 B CN 103458503B CN 201310406412 A CN201310406412 A CN 201310406412A CN 103458503 B CN103458503 B CN 103458503B
Authority
CN
China
Prior art keywords
base station
wireless base
server
aoa
rssi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310406412.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103458503A (zh
Inventor
杨刚
沈冬冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XI'AN QIANNIU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
XI'AN QIANNIU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XI'AN QIANNIU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical XI'AN QIANNIU ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201310406412.0A priority Critical patent/CN103458503B/zh
Publication of CN103458503A publication Critical patent/CN103458503A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103458503B publication Critical patent/CN103458503B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统及定位方法，包括设置在待定位的人员或设备上的电子标签，还包括能够被设置在基站定位位置的无线基站，电子标签同无线基站能够进行无线通信，无线基站同无线网关相无线连接，无线网关同服务器相连接，服务器同PDA或者PC相连接，并结合其方法可有效避免无线传感网络穿透性差、安装、设置以及维护的不方便的缺陷，同时有效降低基站的设置数量。

Description

基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统及定位方法
技术领域
本发明属于无线网络技术领域，具体涉及一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统及定位方法。
背景技术
随着科技的进步，摩天大楼越来越多，对于室内定位的需求越来越大。全球定位系统（GPS）得到广泛运用，但由于建筑物的屏蔽效应，GPS无法运用于室内定位。
申请号为200910063608.8，公开日期为2010年1月27日，公开号为CN101635880A的发明专利申请公开了一种基于无线传感网络的三维精确定位方法，该方法利用无线传感网络技术检测信号强度来计算基站与标签之间的距离，利用圆形定位算法获得房间内的三维坐标。该定位方法的缺点是：圆形定位算法获取三维坐标需要至少4个基站与标签之间的距离值；而无线传感网络穿透性差，检测信号强度获取距离的方法对于房间之间和楼层间的定位都是失效的，要得到大楼的三维定位，需要在每个房间设置至少4个基站，假如：一栋楼18层，每层2个房间，就需要144个基站，这样就会造成安装、设置以及维护的不方便。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统及定位方法，包括设置在待定位的人员或设备上的电子标签，还包括能够被设置在基站定位位置的无线基站，电子标签同无线基站能够进行无线通信，无线基站同无线网关相无线连接，无线网关同服务器相连接，服务器同PDA或者PC相连接，并结合其方法可有效避免无线传感网络穿透性差、安装、设置以及维护的不方便的缺陷，同时有效降低基站的设置数量。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统及定位方法，具体如下：
一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统，包括设置在待定位的人员或设备上的电子标签1，还包括能够被设置在基站定位位置的无线基站2，电子标签1同无线基站2能够进行无线通信，无线基站2同无线网关3相无线连接，无线网关3同服务器4相连接，服务器4同PDA或者PC5相连接；
所述的电子标签1内设置有RSSI信号源和AOA信号源；
所述的服务器4设置有GIS系统401和Ubisense超宽带定位系统402；
所述的GIS系统401包括server-based ArcGIS组件。
所述的服务器4同PDA或者PC5相连接的方式为通过支持2G或3G带宽的网络连接。
所述的无线基站2内含支持AOA信号源检测和支持2.4GHZ 的IEEE802.15.4协议以及ZigBee协议的CC2430主芯片205；所述的CC2430主芯片205同AOA信号检测模块201、第一时钟模块202、第一电源模块203以及第一JTAG接口204相连接；所述的无线网关3为低功耗无线网关，该无线网关3内含MSP430主芯片301，所述的MSP430主芯片301同CC2430主芯片205、第二时钟模块302、第二电源模块303、第一JTAG接口304以及以太网接口305相连接。
所述的基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统的方法，步骤如下：
步骤1：对需要定位的每个区域的几何中心设置上一个无线基站2，所述的几何中心即为所述的基站定位位置；
步骤2：服务器4的 GIS系统401操纵其server-based ArcGIS组件根据每个区域的楼层位置导出对应的各个区域的楼层平面图，同时各无线基站2将各自对应的无线基站2的ID发送到GIS系统401中，GIS系统401将接收到的无线基站2的ID映射到无线基站2的ID各自所对应的楼层平面图所述的区域中；
步骤3：设置所有的无线基站2进入休眠状态，而当设置有电子标签1的待定位的人员或设备进入了无线基站2的通信范围时，电子标签1发送激活信号使得其进入其通信范围的无线基站2激活为工作状态，然后无线基站2从对应的电子标签1中获取对应的RSSI信号源和AOA信号源，无线基站2将获取到的RSSI信号源和AOA信号源通过无线网关3转发给服务器4，这样服务器4内的Ubisense超宽带定位系统402将RSSI信号源和AOA信号源转换成包括对应的距离值、方位角以及仰角参数的球坐标参数，然后再将这个球坐标参数转化成实时三维坐标值；
步骤4：服务器4的 GIS系统401操纵其server-based ArcGIS组件将实时三维坐标导入楼层平面图中，然后服务器4将带有实时三维坐标的楼层平面图封装为通信数据转发到需要该通信数据的PDA或者PC5内。
由这些技术特征，本发明有其非常独特的如下优点：
本发明的基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统及定位方法应用于具有多个楼层的室内环境中，该方法在提供室内无线定位的同时，有效的降低无线基站的设置数量。现有的三维定位系统和方法，受到墙体信号阻隔的原因，如果对大楼进行三维定位，需要对每个房间设置至少4个无线基站，对于无线基站的设置数量需求巨大。本发明通过结合两种测量方式，有效降低无线基站设置数量。本发明使用低功耗芯片MSP430作为无线网关的控制芯片，有效的降低了无线网关的能耗。本发明对不传输数据的基站进行休眠，大大降低了整个网络的能耗。
附图说明
图1为本发明的基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统的连接结构示意图。
图2为本发明的无线基站的结构示意图。
图3为本发明的无线网关的连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明内容作进一步说明：
参照图1、图2和图3 所示，基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统，包括设置在待定位的人员或设备上的电子标签1，还包括能够被设置在基站定位位置的无线基站2，电子标签1同无线基站2能够进行无线通信，无线基站2同无线网关3相无线连接，无线网关3同服务器4相连接，服务器4同PDA或者PC5相连接；所述的电子标签1内设置有RSSI信号源和AOA信号源；所述的服务器4设置有GIS系统401和Ubisense超宽带定位系统402；所述的GIS系统401包括server-based ArcGIS组件。所述的服务器4同PDA或者PC5相连接的方式为通过支持2G或3G带宽的网络连接。所述的无线基站2内含支持AOA信号源检测和支持2.4GHZ 的IEEE802.15.4协议以及ZigBee协议的CC2430主芯片205；所述的CC2430主芯片205同AOA信号检测模块201、第一时钟模块202、第一电源模块203以及第一JTAG接口204相连接；所述的无线网关3为低功耗无线网关，该无线网关3内含MSP430主芯片301，所述的MSP430主芯片301同CC2430主芯片205、第二时钟模块302、第二电源模块303、第一JTAG接口304以及以太网接口305相连接。
所述的基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统的方法，步骤如下：
步骤1：对需要定位的每个区域的几何中心设置上一个无线基站2，所述的几何中心即为所述的基站定位位置；
步骤2：服务器4的 GIS系统401操纵其server-based ArcGIS组件根据每个区域的楼层位置导出对应的各个区域的楼层平面图，同时各无线基站2将各自对应的无线基站2的ID发送到GIS系统401中，GIS系统401将接收到的无线基站2的ID映射到无线基站2的ID各自所对应的楼层平面图所述的区域中；
步骤3：设置所有的无线基站2进入休眠状态，而当设置有电子标签1的待定位的人员或设备进入了无线基站2的通信范围时，电子标签1发送激活信号使得其进入其通信范围的无线基站2激活为工作状态，然后无线基站2从对应的电子标签1中获取对应的RSSI信号源和AOA信号源，无线基站2将获取到的RSSI信号源和AOA信号源通过无线网关3转发给服务器4，这样服务器4内的Ubisense超宽带定位系统402将RSSI信号源和AOA信号源转换成包括对应的距离值、方位角以及仰角参数的球坐标参数，然后再将这个球坐标参数转化成实时三维坐标值；
步骤4：服务器4的 GIS系统401操纵其server-based ArcGIS组件将实时三维坐标导入楼层平面图中，然后服务器4将带有实时三维坐标的楼层平面图封装为通信数据转发到需要该通信数据的PDA或者PC5内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统的定位方法，所述的基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统包括设置在待定位的人员或设备上的电子标签（1），还包括能够被设置在基站定位位置的无线基站（2），电子标签（1）同无线基站（2）能够进行无线通信，无线基站（2）同无线网关（3）相无线连接，无线网关（3）同服务器（4）相连接，服务器（4）同PDA或者PC（5）相连接，电子标签（1）内设置有RSSI信号源和AOA信号源，服务器（4）设置有GIS系统（401）和Ubisense超宽带定位系统（402），GIS系统（401）包括server-based ArcGIS组件，所述的基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对需要定位的每个区域的几何中心设置上一个无线基站（2），所述的几何中心即为所述的基站定位位置；
步骤2：服务器4的 GIS系统（401）操纵其server-based ArcGIS组件根据每个区域的楼层位置导出对应的各个区域的楼层平面图，同时各无线基站（2）将各自对应的无线基站（2）的ID发送到GIS系统（401）中，GIS系统（401）将接收到的无线基站（2）的ID映射到无线基站（2）的ID各自所对应的楼层平面图所述的区域中；
步骤3：设置所有的无线基站（2）进入休眠状态，而当设置有电子标签（1）的待定位的人员或设备进入了无线基站（2）的通信范围时，电子标签（1）发送激活信号使得其进入其通信范围的无线基站（2）激活为工作状态，然后无线基站（2）从对应的电子标签（1）中获取对应的RSSI信号源和AOA信号源，无线基站（2）将获取到的RSSI信号源和AOA信号源通过无线网关（3）转发给服务器（4），这样服务器（4）内的Ubisense超宽带定位系统（402）将RSSI信号源和AOA信号源转换成包括对应的距离值、方位角以及仰角参数的球坐标参数，然后再将这个球坐标参数转化成实时三维坐标值；
步骤4：服务器（4）的 GIS系统（401）操纵其server-based ArcGIS组件将实时三维坐标导入楼层平面图中，然后服务器（4）将带有实时三维坐标的楼层平面图封装为通信数据转发到需要该通信数据的PDA或者PC（5）内。
2.根据权利要求1所述的一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统的定位方法，其特征在于所述的服务器（4）同PDA或者PC（5）相连接的方式为通过支持2G或3G带宽的网络连接。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种基于RSSI和AOA的单基站三维定位系统的定位方法，其特征在于所述的无线基站（2）内含支持AOA信号源检测和支持2.4GHZ 的IEEE802.15.4协议以及ZigBee协议的CC2430主芯片（205）；所述的CC2430主芯片（205）同AOA信号检测模块（201）、第一时钟模块（202）、第一电源模块（203）以及第一JTAG接口（204）相连接；所述的无线网关（3）为低功耗无线网关，该无线网关（3）内含MSP430主芯片（301），所述的MSP430主芯片（301）同CC2430主芯片（205）、第二时钟模块（302）、第二电源模块（303）、第二JTAG接口（304）以及以太网接口（305）相连接。
CN201310406412.0A 2013-09-10 2013-09-10 基于rssi和aoa的单基站三维定位系统及定位方法 Active CN103458503B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310406412.0A CN103458503B (zh) 2013-09-10 2013-09-10 基于rssi和aoa的单基站三维定位系统及定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310406412.0A CN103458503B (zh) 2013-09-10 2013-09-10 基于rssi和aoa的单基站三维定位系统及定位方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103458503A CN103458503A (zh) 2013-12-18
CN103458503B true CN103458503B (zh) 2017-01-11

Family

ID=49740352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310406412.0A Active CN103458503B (zh) 2013-09-10 2013-09-10 基于rssi和aoa的单基站三维定位系统及定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103458503B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110099352A (zh) * 2019-03-27 2019-08-06 电子科技大学广东电子信息工程研究院 一种uwb定位系统在二维和三维定位场景所需定位基站的智能切换方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104330771B (zh) * 2014-10-31 2018-02-06 富世惠智科技（上海）有限公司 一种室内rfid精准定位方法和装置
CN104714209B (zh) * 2015-03-27 2017-04-26 中国矿业大学 一种基于uwb与激光测距组合的动态定位方法及装置
CN104569910B (zh) * 2015-01-27 2017-02-22 南京烽火星空通信发展有限公司 一种基于少量测量点信号融合分析的快速无线定位方法
EP3278132B1 (en) * 2015-03-31 2022-08-17 Sony Group Corporation Method and apparatus for positioning a mobile terminal in a radio network
CN106019221B (zh) * 2016-05-17 2019-05-24 安徽酷哇机器人有限公司 基于AoA的UWB定位系统
CN106535322B (zh) * 2016-10-31 2019-08-02 西南交通大学 一种基于wifi定向天线的室内移动定位方法
CN108260202B (zh) * 2016-12-27 2020-09-08 中国移动通信集团广东有限公司 一种测量报告采样点的定位方法及装置
CN109085789A (zh) * 2017-06-13 2018-12-25 郑州联睿电子科技有限公司 基于超宽带和iBeacon高精度三维定位的智能管理系统
CN110858952B (zh) * 2018-08-22 2021-07-30 阿里巴巴集团控股有限公司 电子标签组件的定位方法、定位基站、服务器及管理系统
CN109613584B (zh) * 2018-12-27 2023-01-06 北京主线科技有限公司 基于uwb的无人集卡的定位定向方法
CN110072282B (zh) * 2019-04-24 2021-07-27 华宇智联科技（武汉）有限公司 一种融合定位方法
CN110662163A (zh) * 2019-08-23 2020-01-07 宁波大学 基于rss和aoa的三维无线传感网络协作定位方法
CN110824461B (zh) * 2019-11-18 2021-10-22 广东博智林机器人有限公司 一种定位方法
CN111200869A (zh) * 2019-12-25 2020-05-26 郑州联睿电子科技有限公司 集uwb单基站定位与无线数据传输为一体的装置及系统
CN111970645A (zh) * 2020-08-31 2020-11-20 深圳市紫光新能源技术有限公司 一种蓝牙定位网关、定位网关群和矿井定位系统
CN113905326B (zh) * 2021-11-15 2023-07-14 广州瀚信通信科技股份有限公司 基于5g网络的室内用户位置定位方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201294639Y (zh) * 2008-11-10 2009-08-19 石强 单基站无线定位装置
CN102749613A (zh) * 2012-06-20 2012-10-24 暨南大学 基于旋转天线的室内定位方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI225375B (en) * 2003-08-06 2004-12-11 Benq Corp Earth magnetism aiding positioning method of wireless communication method and wireless communication positioning system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201294639Y (zh) * 2008-11-10 2009-08-19 石强 单基站无线定位装置
CN102749613A (zh) * 2012-06-20 2012-10-24 暨南大学 基于旋转天线的室内定位方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于ZigBee技术的井下人员定位算法研究与分析;裴新;《第十一届全国软件与应用学术会议》;20121020;第2节 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110099352A (zh) * 2019-03-27 2019-08-06 电子科技大学广东电子信息工程研究院 一种uwb定位系统在二维和三维定位场景所需定位基站的智能切换方法
CN110099352B (zh) * 2019-03-27 2020-10-27 电子科技大学广东电子信息工程研究院 Uwb定位系统在二维和三维定位场景的智能切换方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103458503A (zh) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103458503B (zh) 基于rssi和aoa的单基站三维定位系统及定位方法
US10602244B2 (en) Network-based sensor system
CN104837118B (zh) 一种基于WiFi和BLUETOOTH的室内融合定位系统及方法
CN103634908B (zh) 一种人员定位系统
CN103997781B (zh) 区域定位基站系统及其区域定位方法
CN103313194B (zh) 基于信标定位技术的室内定位系统人员移动轨迹获取装置和方法
CN109163725A (zh) 一种船舶舱室内定位系统及定位方法
US8896442B1 (en) System and method for collaborative resource tracking
JP2020510248A (ja) 物理的資産を監視するための方法およびシステム
CN107315166A (zh) 基于单个或多个蓝牙发射单元的微星基站定位系统及方法
US11105886B2 (en) Three-dimensional asset tracking using radio frequency-enabled nodes
CN106134269A (zh) 控制定位系统中的信标
CN104640076B (zh) 一种基于无线信号数据融合的室内定位方法
CN104270194A (zh) 一种可见光室内定位方法
CN107071899A (zh) 一种快速高精度室内实时定位系统
CN205880607U (zh) 一种基于nbiot技术的跟踪器
CN208143488U (zh) 室内蓝牙定位系统
CN106131767A (zh) 一种结合WiFi和蓝牙的手机定位方法
CN203407045U (zh) 一种基于led照明装置的室内导航控制系统
CN106297318A (zh) 一种基于无线扩频通信的远距离地磁检测系统
CN102567699B (zh) 物联网物体定位系统及方法
CN108076435A (zh) 一种基于物联网的反向人员定位系统
CN103823230A (zh) 一种室内定位系统及其使用方法
CN106686722A (zh) 基于css技术的大型室内环境定位的微基站及工作方法
Ndzukula et al. A bluetooth low energy based system for personnel tracking

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant