CN103945530A - 一种基于低功耗蓝牙的定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于低功耗蓝牙的定位装置。包括用于定位的至少3个蓝牙基站、用于定位的接收装置和服务器；每个蓝牙基站包括蓝牙基站之间的通信模块、蓝牙基站与定位接收装置的通信模块、发射模块；接收装置包括通过无线网络与服务器通信的模块和通过蓝牙与基站进行通信的模块、解码模块；本发明采用低功耗蓝牙技术设置用于定位的蓝牙基站网络，利用定位装置的无线通信模块实现与服务器的通信，利用定位装置的蓝牙通信模块实现与蓝牙基站的通信，通过信号功率值比较实现初步位置和进一步的三点定位确定精确的定位；本发明通过在定位区域布局微型蓝牙基站，可以进行准确定位，而且定位时，手机功耗很小，定位准确。
Description
技术领域
本发明涉及无线定位技术领域，具体涉及一种基于低功耗蓝牙的定位装置。
背景技术
目前存在多种使用无线信号来确定某一目标位置的现有技术。较为普遍的技术涉及使用GPS全球定位系统，其中多颗绕地球运行的卫星发送无线信号，使得GPS接收机能够确定其位置。然而GPS在确定室内的精确位置方面通常不能满足要求。一些非GPS定位技术使某一装置能够在室内确定其位置，但是这些技术中的很多不能根据不同需要得到精确位置，还存在功耗大等其他缺点。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种基于低功耗蓝牙的定位装置。本发明要解决的问题是采用低功耗蓝牙技术提供一种可实现局域初步和准确定位，如室内初步和准确定位的定位装置。
本发明通过以下技术方案实现：
基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于包括：
用于定位的至少3个蓝牙基站；每个蓝牙基站包括用于蓝牙基站之间进行蓝牙通信的模块、用于蓝牙基站与定位接收装置进行蓝牙通信的模块，每个蓝牙基站还包括广播含特定标识符信息的蓝牙发射模块；
用于定位的接收装置；接收装置包括用于通过无线网络与服务器通信的模块和通过蓝牙功能与蓝牙基站进行通信的模块，还包括用于解码蓝牙基站特定标识符识信息并比较信号功率值大小的模块，所述信号功率最大值所对应的蓝牙基站位置是接收装置的第一初步位置；
服务器；服务器包括用于通过无线网络通信记录定位接收装置状态的模块，定位接收装置状态包括使用状态、GPS位置信息；服务器还包括支持定位接收装置下载所在位置定位地图信息的模块。
进一步所述接收装置还包括用于通过第一初步位置所对应的蓝牙基站、与第一初步位置对应的蓝牙基站相邻的两个蓝牙基站组成的三点进行定位的模块。
所述每个蓝牙基站还包括电源电池、授时模块。
所述每个蓝牙基站还包括节约系统功耗的电源芯片和和提高蓝牙基站速度的加速度计。
所述无线网络包括2G、3G、4G或WIFI无线网络。
上述服务器还包括用于通过接收装置与蓝牙基站进行断点通信模块。
本发明有益性，本发明采用低功耗蓝牙技术设置用于定位的蓝牙基站网络，利用定位装置的无线通信模块实现与服务器的通信，利用定位装置的蓝牙通信模块实现与蓝牙基站的通信，通过信号功率值比较实现初步位置和进一步的三点定位确定精确的定位；本发明通过在定位区域布局微型蓝牙基站，可以进行准确定位，而且定位时，手机功耗很小，定位准确。
附图说明
图1是本发明装置原理结构示意图；
图2是本发明蓝牙基站结构示意图；
图3是本发明蓝牙基站另一结构示意图；
图4是本发明蓝牙基站又一结构示意图；
图5是本发明TomcatServer结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
基于低功耗蓝牙的定位装置，包括：
用于定位的至少3个蓝牙基站；每个蓝牙基站包括用于蓝牙基站之间进行蓝牙通信的模块、用于蓝牙基站与定位接收装置进行蓝牙通信的模块，每个蓝牙基站还包括广播含特定标识符信息的蓝牙发射模块；
用于定位的接收装置；接收装置包括用于通过无线网络与服务器通信的模块和通过蓝牙功能与蓝牙基站进行通信的模块，还包括用于解码蓝牙基站特定标识符识信息并比较信号功率值大小的模块，所述信号功率最大值所对应的蓝牙基站位置是接收装置的第一初步位置；
服务器；服务器包括用于通过无线网络通信记录定位接收装置状态的模块，定位接收装置状态包括使用状态、GPS位置信息；服务器还包括支持定位接收装置下载所在位置定位地图信息的模块。
接收装置还可以包括用于通过第一初步位置所对应的蓝牙基站、与第一初步位置对应的蓝牙基站相邻的两个蓝牙基站组成的三点进行定位的模块。
每个蓝牙基站还包括电源电池、授时模块。
每个蓝牙基站还包括节约系统功耗的电源芯片和提高蓝牙基站速度的加速度计。
接收装置与服务器通信通过包括2G、3G、4G或WIFI的无线网络。
服务器还包括用于通过接收装置与蓝牙基站进行断点通信模块。
每个蓝牙基站还包括用于报警的蜂鸣器和LED显示器。
授时模块包括32MHz晶振和32.768MHz晶振。
下面结合附图进行说明。
现有的蓝牙低功耗技术，如蓝牙4.0技术，相比传统蓝牙技术的最大特点是功耗低，用纽扣电池即可使用数年，这是传统蓝牙无法做到的
现有的移动通信设备，如各种手机，包括苹果，三星，htc，小米，魅族等都支持蓝牙低功耗技术。并且智能手机还支持GPS功能，通过GPS能在室外获取准确的位置，但是在室内等局域性范围却无法使用GPS定位，而且在室外使用GPS定位时，移动设备功耗非常大。
如图1所示，本发明通过在定位区域布局蓝牙基站，可以在定位区域进行准确定位，而且定位时，手机功耗很小。并且还可以通过蓝牙基站给移动设备用户提供定位服务的同时，还可以用于信息推送，个性化信息服务，统计等应用。
本发明蓝牙基站与接收设备，如图中的手机通过蓝牙信号通信，蓝牙基站预存有信息。该信息包括有UUID、Majorvalue、Minorvalue、MeasuredPowerValue，用于该蓝牙信号广播数据的一部分，根据这些参数来区分每一个蓝牙基站；还包括password，用于用户配置蓝牙基站的参数时使用，用户需要知道该密码才能够对蓝牙基站的数据进行配置；还包括BroadcastRate，用于控制蓝牙基站的广播速率已达到合理的用户体验；还包括GPS坐标，用于向用户提供准确的地理位置坐标。
如图2所示，蓝牙基站待机时处于广播状态，按照设定的时间间隔广播蓝牙信号，蓝牙信号经过匹配电路，通过天线发射。蓝牙基站与接收设备处于连接状态时，蓝牙基站可以与接收设备进行双向通信，接收设备的蓝牙模块发射蓝牙信号，蓝牙基站通过天线接收该蓝牙信号，通过匹配电路传输到蓝牙芯片。蓝牙芯片接收手机控制指令后可以控制LED灯闪烁，控制蜂鸣器鸣叫实现位置提醒，同时接收设备经过比较接收的各蓝牙基站信号功率值大小，确定信号功率最大值所对应的蓝牙基站位置是接收装置的第一初步位置。电池为蓝牙芯片提供能量，晶振为蓝牙芯片提供时钟信号。
图3是本发明蓝牙基站另一结构示意图；每个蓝牙基站还包括节约系统功耗的电源芯片和提高蓝牙基站速度的加速度计。
图4是本发明蓝牙基站又一结构示意图；每个蓝牙基站还进一步包括红外温度传感器、压力传感器、温湿度传感器、陀螺仪等设备以提供相应的数据。
手机还通过无线网络，如2G，3G，4G，WIFI和服务器通信。手机中包括包括用于通过无线网络与服务器通信的模块，还包括用于解码蓝牙基站特定标识符识信息并比较信号功率值大小的模块，信号功率最大值所对应的蓝牙基站位置是接收装置手机的第一初步位置，接收装置手机还可以包括用于通过第一初步位置所对应的蓝牙基站、与第一初步位置对应的蓝牙基站相邻的两个蓝牙基站组成的三点进行定位，是否进行精确的三点定位可以通过接收装置的手机端进行选择，以便在不需要进行精确定位时减少能耗；接收设备手机中有初始信息，包括布局蓝牙基站网相关的地图，个性化信息等，这些信息可以通过无线网络，如2G，3G，4G，WIFI上传到服务器，可以通过服务器下载。
本发明涉及蓝牙基站的设置：
将需要布局蓝牙基站的地区的CAD地图进行读取，程序通过获取地图的比例以及地图上标明的区域将CAD图转换为程序可识别并可用于定位的数据信息存储下来。按照存储的数据信息生成需要安装蓝牙基站的位置信息，该位置信息按照网格的形式生成，网格的面积大小应小于蓝牙基站发射的蓝牙信号覆盖的面积范围。网格的节点处即为需要安装蓝牙基站的位置，在CAD图中进行标示，标示出具体安装蓝牙基站的位置以及对应蓝牙基站的配置信息。本发明可以实现平面和多层平面构成的立体蓝牙基站定位网的安装，如同一平面的室内楼层和多层平面的室内不同楼层的蓝牙基站设置。
每个蓝牙基站需要根据上述标示出的具体安装蓝牙基站的位置以及对应蓝牙基站的配置信息进行广播信息配置，配置通过预存信息实现，还可以通过服务器与接收装置的无线通信和接收装置与蓝牙基站的蓝牙通信进行断点通信实现信息更新。
服务器采用centos6.464位操作系统，NginxHttp服务器，mysql数据库，tocmat容器集群来支撑整个后台服务。
服务器工作方式：如图5，Nginx会一只监听系统的80端口(可自行修改端口)，众所周知Http协议居于TCP/IP协议，每当客户端(如IOS、Android、WinePhone等)发送请求(通过JSON交互数据)时，Nginx将会立即处理来自客户端的请求，如果请求为静态文件，如图片，则Nginx会立即返回图片数据流，如果请求为动态请求，Nginx首先会根据所有还在处理的动态请求，计算出负载较少的Tomcat(负载均衡)，然后将当前的请求交给这个Tomcat处理，Tomcat根据请求URL和请求数据(Get方式没有请求数据)进行相应的处理，包括对数据库的访问，最后返回相应的数据，客户端收到相应的数据立即做相应的处理，请求完成。
Claims (8)
1.一种基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于包括：
用于定位的至少3个蓝牙基站；每个蓝牙基站包括用于蓝牙基站之间进行蓝牙通信的模块、用于蓝牙基站与定位接收装置进行蓝牙通信的模块，每个蓝牙基站还包括广播含特定标识符信息的蓝牙发射模块；
用于定位的接收装置；接收装置包括用于通过无线网络与服务器通信的模块和通过蓝牙功能与蓝牙基站进行通信的模块，还包括用于解码蓝牙基站特定标识符识信息并比较信号功率值大小的模块，所述信号功率最大值所对应的蓝牙基站位置是接收装置的第一初步位置；
服务器；服务器包括用于通过无线网络通信记录定位接收装置状态的模块，定位接收装置状态包括使用状态、GPS位置信息；服务器还包括支持定位接收装置下载所在位置定位地图信息的模块。
2.根据权利要求1所述的基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于：所述接收装置还包括用于通过第一初步位置所对应的蓝牙基站、与第一初步位置对应的蓝牙基站相邻的两个蓝牙基站组成的三点进行定位的模块。
3.根据权利要求2所述的基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于：所述每个蓝牙基站还包括电源电池、授时模块。
4.根据权利要求3所述的基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于：所述每个蓝牙基站还包括节约系统功耗的电源芯片和提高蓝牙基站速度的加速度计。
5.根据权利要求2所述的基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于：所述无线网络包括2G、3G、4G或WIFI无线网络。
6.根据权利要求1至5任一项所述的基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于：所述服务器还包括用于通过接收装置与蓝牙基站进行断点通信模块。
7.根据权利要求6所述的基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于：所述每个蓝牙基站还包括用于报警的蜂鸣器和LED显示器。
8.根据权利要求6所述的基于低功耗蓝牙的定位装置，其特征在于：所述授时模块包括32MHz晶振和32.768MHz晶振。
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