CN104902563A - 一种用于室内定位的多基组网uwb三维定位系统及其定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统及其定位方法，所述定位系统包括标签系统、定位基站、监控终端；所述标签系统包括启动休眠模块、调制模块、UWB发射模块、电源模块；所述定位基站包括UWB接收模块、解调模块、数据传输模块、供电模块；所述监控终端包括数据接收模块、实时定位模块。所述定位系统的定位方法是通过启动、调制解调、定位、实时监控等步骤来实现的。本发明可以实现室内实时高精度定位要求，解决GPS等全球导航卫星系统无法实现的室内定位问题，有效提升我国在室内定位领域的技术水平和装备水平。

Description

一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统及其定位方法
技术领域
本发明涉及室内自助定位技术领域，特别是涉及一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统及其定位方法。
背景技术
目前，定位技术和基于位置的应用已经成为研究热点，并已经广泛渗透到国民经济和社会发展的各个领域。室外定位技术借助GPS等全球导航卫星系统(GNSS)已经很成熟，但是由于卫星定位信号不能穿透建筑物，而且室内环境复杂多变，因此在室内难以实现定位。然而室内作为与人类生活关系最密切的场合，室内定位服务又存在大量的应用需求，如室内人员定位、室内设备定位、室内资产定位等等，因此急需开展室内导航定位技术研究。
多基组网UWB三维定位方法利用UWB技术，其具备功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低等有点，可以实现室内实时高精度定位，解决GPS等无法实现的室内定位问题，并有效提升我国在室内定位领域的技术水平和装备水平。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统及其定位方法，以实现室内实时高精度定位需求，解决GPS等无法实现的室内定位问题。
本发明的技术方案为：
一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统，包括标签系统、定位基站、监控终端。
所述标签系统包括启动休眠模块、调制模块、UWB发射模块、电源模块。所述的启动休眠模块是控制标签的工作状态，即为工作状态或者休眠状态；所述的调制模块处理的是标签的UWB射频标识信息，用于确定正在监控的标签，并获取标签的方位信息。
所述定位基站包括UWB接收模块、解调模块、数据传输模块、供电模块；所述的UWB接收模块接收由标签系统UWB发射模块发送的射频UWB信号；所述的解调模块将接收到的UWB信号进行解调，获得具体标签的标识信息，确定被监控的标签；所述数据传输模块是把定位基站测得标签的精确的定位信息发送到监控终端，由监控终端进行进一步的处理，所述的标签系统与定位基站之间通过UWB收发模块进行信号传输。
所述监控终端包括数据接收模块、实时定位模块。所述的数据接收模块接收四个定位基站发送的标签方位信息；所述的实时定位模块对四个标签获取的方位信息进行交叉定位处理获取标签的具体方位信息。
进一步地，在上述方案中，所述标签系统的电源模块和定位基站的供电模块均包括电池和电源电路。
所述的一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统的定位方法为：
(1)启动：分别打开标签系统的电源模块与定位基站的供电模块，通过启动休眠模块将标签系统工作状态调至工作状态；
(2)调制解调：调制模块对标签的标识等基带信息进行处理，然后通过UWB发射模块发射给UWB接收模块；解调模块对UWB接收模块接收到的UWB信号进行解调，对正在监控的标签进行确定，并获取标签的方位信息；
(3)定位：定位基站的数据传输模块把定位基站测得标签系统的精确的定位信息发送到监控终端，由监控终端进行进一步的处理；
(4)实时监控：监控终端的数据接收模块接收四个定位基站发送的标签方位信息，实时定位模块对四个标签获取的方位信息进行交叉定位处理，获得精确地位置信息并在三维坐标系中呈现出来，实现标签的三维实时监控；
本发明的有益效果是：实现室内实时高精度定位要求，解决GPS等全球导航卫星系统无法实现的室内定位问题，有效提升我国在室内定位领域的技术水平和装备水平。
附图说明
图1是本发明的系统总框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统，包括标签系统、定位基站、监控终端。
所述标签系统包括启动休眠模块、调制模块、UWB发射模块、电池和电源电路。所述的启动休眠模块是控制标签的工作状态，即为工作状态或者休眠状态；所述的调制模块处理的是标签的UWB射频标识信息，用于确定正在监控的标签，并获取标签的方位信息。
所述定位基站包括UWB接收模块、解调模块、数据传输模块、电池和电源电路；所述的UWB接收模块接收由标签系统UWB发射模块发送的射频UWB信号；所述的解调模块将接收到的UWB信号进行解调，获得具体标签的标识信息，确定被监控的标签；所述数据传输模块是把定位基站测得标签的精确的定位信息发送到监控终端，由监控终端进行进一步的处理，所述的标签系统与定位基站之间通过UWB收发模块进行信号传输。
所述监控终端包括数据接收模块、实时定位模块。所述的数据接收模块接收四个定位基站发送的标签方位信息；所述的实时定位模块对四个标签获取的方位信息进行交叉定位处理获取标签的具体方位信息。
所述的一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统的定位方法为：
(1)启动：分别打开标签系统的电源模块与定位基站的供电模块，通过启动休眠模块将标签系统工作状态调至工作状态；
(2)调制解调：调制模块对标签的标识等基带信息进行处理，然后通过UWB发射模块发射给UWB接收模块；解调模块对UWB接收模块接收到的UWB信号进行解调，对正在监控的标签进行确定，并获取标签的方位信息；
(3)定位：定位基站的数据传输模块把定位基站测得标签系统的精确的定位信息发送到监控终端，由监控终端进行进一步的处理；
(4)实时监控：监控终端的数据接收模块接收四个定位基站发送的标签方位信息，实时定位模块对四个标签获取的方位信息进行交叉定位处理，获得精确地位置信息并在三维坐标系中呈现出来，实现标签的三维实时监控。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统，其特征在于包括标签系统、定位基站、监控终端；所述标签系统包括启动休眠模块、调制模块、UWB发射模块、电源模块；所述定位基站包括UWB接收模块、解调模块、数据传输模块、供电模块；所述监控终端包括数据接收模块、实时定位模块。
2.如权利要求1所述的一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统，其特征在于所述标签系统的电源模块和定位基站的供电模块均包括电池和电源电路。
3.如权利要求2所述的一种用于室内定位的多基组网UWB三维定位系统的定位方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)启动：分别打开标签系统的电源模块与定位基站的供电模块，通过启动休眠模块将标签系统工作状态调至工作状态；
(2)调制解调：调制模块对标签的标识等基带信息进行处理，然后通过UWB发射模块发射给UWB接收模块；解调模块对UWB接收模块接收到的UWB信号进行解调，对正在监控的标签进行确定，并获取标签的方位信息；
(3)定位：定位基站的数据传输模块把定位基站测得标签系统的精确的定位信息发送到监控终端，由监控终端进行进一步的处理；
(4)实时监控：监控终端的数据接收模块接收四个定位基站发送的标签方位信息，实时定位模块对四个标签获取的方位信息进行交叉定位处理，获得精确地位置信息并在三维坐标系中呈现出来，实现标签的三维实时监控。
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