CN103973806B - 一种室内定位设备和室内定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于手机音频口的室内定位的方法，步骤为：1)使用低功耗单片机将接收到的有用定位参数通过脉冲宽度调制后，得到占空比可调的方波信号，再通过滤波电路从而产生幅度变化的模拟信号；所述模拟信号的频响范围在100Hz‑10KHz之间；2)所述模拟信号通过手机音频口的麦克风MIC输入端进入手机，然后进行信号解调，从而得到定位参数；3)将所述定位参数通过计算，从而实现RFID室内定位。该方法无需与被识别的物体接触就能完成对物体进行识别并获得与物体直接相关的定位数据信息，且做到采集和处理信息快速、实时、准确。由于将信号通过手机音频口的麦克风MIC输入端，采用手机作为计算平台，利用手机普及度高，性能强的特点，使本发明的技术方案具备良好的适用性和推广效果。

Description

一种室内定位设备和室内定位方法
技术领域
本发明涉及物联网RFID领域，尤其涉及一种室内定位技术。
背景技术
物联网是通过射频识别技术(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。本发明基于RFID自动识别技术，无需与被识别的物体接触就能完成对物体进行识别并获得与物体直接相关的定位数据信息，且做到采集和处理信息快速、实时、准确。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是提供一种室内定位的方法，无需与被识别的物体接触就能完成对物体进行识别并获得与物体直接相关的定位数据信息。
本发明所要解决的次要技术问题是提供一种使用上述室内定位的方法设计的室内定位设备。
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种室内定位的方法，包括以下步骤：
1)使用低功耗单片机将接收到的有用定位参数通过脉冲宽度调制后，得到占空比可调的方波信号，再通过滤波电路从而产生幅度变化的模拟信号；所述模拟信号的频响范围在100Hz—10KHz之间；
2)所述模拟信号通过手机音频口的麦克风MIC输入端进入手机，然后进行信号解调，从而得到定位参数；
3)将所述定位参数通过计算，从而实现RFID室内定位。
在较佳实施例中：所述单片机的型号为低功耗单片机。
在较佳实施例中：所述定位参数是指信号强度RSSI。
在较佳实施例中：所述计算的方式为RSSI测距算法计算。
在较佳实施例中：所述信号解调是指通过手机的麦克风MIC输入端不断采集音频信号从而获得声音幅值数组，然后根据幅值的变化快慢得到定位参数。
一种室内定位的设备，包括：待定位发送信号端模块和接收信号解调定位端模块；
所述待定位发送信号端模块具体包括：低功耗第一单片机，低功耗第一RF射频芯片，电源，发射天线；其中低功耗第一单片机与低功耗第一RF射频芯片之间采用SPI接口方式通信；
所述接收信号解调定位端模块具体包括：低功耗第二单片机，低功耗第二RF射频芯片，电源，接收天线，PWM调制，滤波电路，手机；其中低功耗第二单片机与低功耗第二RF射频芯片之间采用SPI接口方式通信；所述滤波电路通过耳机音频接口与所述手机连接；
所述PWM调制、滤波电路将所述接收天线收到的信号调制成频响范围在100H—10KHz、幅度变化的模拟信号；所述模拟信号通过耳机音频接口输入到所述手机中；所述手机通过手机录音得到声音幅值数组，根据幅值变化得到定位参数，最后通过RSSI测距算法计算即可实现室内定位。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
1.本发明提供的一种室内定位的方法，无需与被识别的物体接触就能完成对物体进行识别并获得与物体直接相关的定位数据信息，且做到采集和处理信息快速、实时、准确。
2.本发明提供的一种室内定位的方法，将信号通过耳机音频接口输入手机，使得手机作为定位参数计算的平台，利用了现在手机普及度高，性能强的特点，使本发明的技术方案具备良好的适用性和推广效果。
说明书附图
图1为本发明优选实施例中待定位发送信号端模块的结构示意图；
图2为本发明优选实施例中接收信号解调定位端模块的结构示意图；
具体实施方式
下文结合附图以及实施例对本发明做进一步说明。
参考图1、图2，一种室内定位的设备，包括：待定位发送信号端模块和接收信号解调定位端模块；
所述待定位发送信号端模块具体包括：低功耗第一单片机，本实施例中所述低功耗第一单片机的型号优选为MSP430F149；低功耗第一RF射频芯片，本实施例中所述低功耗第一RF射频芯片的信号优选为CC1101；第一电源，本实施例中所述第一电源为3.3V的电源；发射天线，本实施例中所述所述发射天线为50欧姆柱状天线；其中低功耗第一单片机MSP430F149与低功耗第一RF射频芯片CC1101之间采用SPI接口方式通信；
所述接收信号解调定位端模块具体包括：低功耗第二单片机，本实施例中所述低功耗第二单片机的型号优选为MSP430F149；低功耗第二RF射频芯片，本实施例中所述低功耗第二RF射频芯片的信号优选为CC1101；第二电源，本实施例中所述第二电源为3.3V的电源；接收天线，本实施例中所述接收天线为50欧姆柱状天线；手机；其中低功耗第二单片机MSP430F149与低功耗第二RF射频芯片CC1101之间采用SPI接口方式通信；所述滤波电路通过耳机音频接口与所述手机连接。
所述定位设备的工作流程为：
1)低功耗第一单片机将定位参数写入低功耗第一RF射频芯片后通过所述发射天线发送出去。
2)所述天线接收到信号后经过低功耗第二RF射频芯片芯片处理，提取出定位参数后送入低功耗第二单片机进行PWM(脉冲宽度调制)，得到占空比可调的方波信号；再通过滤波电路从而产生幅度变化的模拟信号，所述模拟信号的频响范围为100Hz—10KHz。
3)所述模拟音频信号经过耳机音频接口送入手机进行解调处理。所述信号解调是指通过手机的麦克风MIC输入端不断采集音频信号从而获得声音幅值数组，然后根据幅值的变化快慢得到定位参数
4)将获得的定位参数经过RSSI测距算法的计算，从而实现RFID室内定位。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种室内定位设备，其特征在于包括：待定位发送信号端模块和接收信号解调定位端模块；
所述待定位发送信号端模块具体包括：低功耗第一单片机，低功耗第一RF射频芯片，电源，发射天线；其中低功耗第一单片机与低功耗第一RF射频芯片之间采用SPI接口方式通信；
所述接收信号解调定位端模块具体包括：低功耗第二单片机，低功耗第二RF射频芯片，电源，接收天线，PWM调制，滤波电路，手机；其中低功耗第二单片机与低功耗第二RF射频芯片之间采用SPI接口方式通信；所述滤波电路通过耳机音频接口与所述手机连接；
所述PWM调制、滤波电路将所述接收天线收到的信号调制成频响范围在100Hz—10KHz、幅度变化的模拟信号；所述模拟信号通过耳机音频接口输入到所述手机中；所述手机通过手机录音得到声音幅值数组，根据幅值变化得到定位参数，最后通过RSSI测距算法计算即可实现室内定位。
2.根据权利要求1所述的一种室内定位设备，其特征在于：所述第一单片机、第二单片机、第一RF射频芯片和第二RF射频芯片均为低功耗芯片，使得待定位发送信号端模块和接收信号解调定位端模块可以长期使用。
3.一种基于权利要求1所述的室内定位设备的室内定位方法，其特征在于包括以下步骤：
1)低功耗第一单片机将定位参数写入低功耗第一RF射频芯片后通过所述发射天线发送出去；
2)使用低功耗第二单片机将接收到的有用定位参数通过脉冲宽度调制后，得到占空比可调的方波信号，再通过滤波电路从而产生幅度变化的 模拟信号；所述模拟信号的频响范围在100Hz—10KHz之间；
3)所述模拟信号通过手机音频口的麦克风MIC输入端进入手机，然后进行信号解调，从而得到定位参数；
4)将所述定位参数通过计算，从而实现RFID室内定位。
4.根据权利要求3所述的一种室内定位方法，其特征在于：所述单片机的型号为低功耗单片机，使得接收信号解调定位端模块可以长期使用。
5.根据权利要求3所述的一种室内定位方法，其特征在于：所述定位参数是指待定位发送信号端模块的信号强度RSSI和标识ID。
6.根据权利要求3所述的一种室内定位方法，其特征在于：所述计算的方式为RSSI测距算法计算。
7.根据权利要求3所述的一种室内定位方法，其特征在于：所述信号解调是指通过手机的麦克风MIC输入端不断采集音频信号从而获得声音幅值数组，然后根据幅值的变化快慢得到定位参数。
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