CN104991226A - 一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备及其应用 - Google Patents

一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，包括ZigBee路灯控制系统模块和可穿戴设备；所述ZigBee路灯控制系统模块包括多个路灯节点，所述可穿戴设备包括处理器、存储器、语音模块、显示模块、ZigBee模块和蓝牙模块，所述ZigBee模块与所述路灯节点通过自组织网络进行无线连接通信。可穿戴设备结合ZigBee路灯控制系统模块获取定位和导航信息后通过本穿戴设备的语音模块和显示模块输出定位和导航信息。本发明可应用于具有车载模块的汽车中，且具有设备简单、开发周期短、组网灵活、易于扩展、使用简单、定位精度高、可提供最优实时导航的优点。

Description

一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备及其应用
技术领域
    本发明涉及无线通信技术、定位技术和导航技术，具体是一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备及其应用。
背景技术
    随着通信以及信息处理技术的不断发展，人们去一些陌生的地方时，通常采用定位导航方式规划出行路线。而且随着我国经济的高速发展和大规模的城市化建设，城市规模在以飞快的速度逐年向外扩张。由于近些年来道路上的车辆越来越多，路况也越来越复杂，常常出现交通堵塞或由于施工而封路的情况，因此目前急需一种成本低廉、实现简单、可根据实际情况来进行定位并规划出最优实时出行线路的定位导航设备。
    现有的传统定位导航设备较多使用GPS技术，但GPS模块存在价格昂贵、携带不方便、特定区域信号差或无信号、民用定位导航精度低和无法规划最优实时出行线路等缺点，因此现有的传统定位导航设备实现方案无法满足要求。本发明运用无线通信技术、检测技术、软件技术、定位技术和导航技术，提供了一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，从而解决了目前传统定位导航设备携带不方便并且无法为用户提供最优实时出行路线的问题。
发明内容
    为了解决目前传统定位导航设备携带不方便、实现复杂、使用成本较高、无法为用户提供最优实时出行线路的问题，本发明提供了一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，结合无线通信技术、检测技术、软件技术、定位技术和导航技术的优点，用于向穿戴者实时反馈定位信息，实现最优实时导航，并且可以拓展本可穿戴设备的应用范围。
    为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，包括ZigBee路灯控制系统模块和可穿戴设备；
所述ZigBee路灯控制系统模块包括多个路灯节点，路灯节点全部是全功能设备节点，且自组织网络拓扑结构为网状网；
所述可穿戴设备包括处理器、存储器、语音模块、显示模块、ZigBee模块和蓝牙模块，其中存储器、语音模块、显示模块、ZigBee模块、蓝牙模块与处理器连接；所述存储器用于存储地图、定位信息和导航信息，所述语音模块和显示模块用于将地图、定位信息和导航信息反馈给穿戴者；
所述ZigBee路灯控制系统模块中的路灯节点与可穿戴设备中的ZigBee模块通过自组织网络进行无线连接通信。
进一步地，所述路灯节点分为两类，第一类路灯节点包含CC2530控制器和车流量及路况检测器，第二类路灯节点包含ZigBee模块，且在所有路灯节点中每10个路灯节点包含1个第一类路灯节点和9个第二类路灯节点，所述第二类路灯节点中的ZigBee模块用来扩展ZigBee路灯控制系统的覆盖范围。
进一步地，所述CC2530控制器与车流量及路况检测器连接，车流量及路况检测器对道路上的实时车流量和路况进行检测并将所测得的车流量和路况数据传输给CC2530控制器，CC2530控制器再对车流量和路况数据进行处理。
进一步地，所述可穿戴设备为智能手表、智能手环及智能眼镜中的一种或两种或三种。
进一步地，所述基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备还包括车载模块，所述车载模块中包括车载蓝牙模块、车载处理器、车载语音模块和车载显示模块；车载蓝牙模块、车载语音模块、车载显示模块与车载处理器连接；车载蓝牙模块与可穿戴设备中的蓝牙模块通过蓝牙技术进行无线连接通信。
所述的基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备应用于汽车中。
    相对于现有技术，本发明的有益效果为：组成设备简单、开发周期短、组网灵活、易于扩展、使用简单、定位精度高及可提供最优实时导航。
附图说明
    图1为本发明的结构框图。
    图2为车载模块框图。
具体实施方式
    为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1，本发明基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备包括ZigBee路灯控制系统模块和可穿戴设备。
ZigBee路灯控制系统模块包括多个路灯节点，所述路灯节点全部是全功能设备节点，而且自组织网络拓扑结构为网状。所有路灯节点分为两类，第一类路灯节点包含CC2530控制器和车流量及路况检测器，第二类路灯节点包含ZigBee模块。并且，在所有路灯节点中每10个路灯节点包含1个第一类路灯节点和9个第二类路灯节点，以此方法来适度减少ZigBee路灯控制系统模块的建设成本。
第一类路灯节点中的车流量及路况检测器对道路上的实时车流量和路况进行检测并将所测得的车流量和路况数据传输给CC2530控制器，然后CC2530控制器对车流量和路况数据进行处理。
第二类路灯节点中的ZigBee模块用来扩展ZigBee路灯控制系统的覆盖范围，从而使得ZigBee路灯控制系统模块中所有路灯节点内的ZigBee模块的路由表信息或路由转发功能覆盖范围更广、更健全，以此实现本发明定位和导航的高精确性。
可穿戴设备包括处理器、存储器、语音模块、显示模块、ZigBee模块和蓝牙模块，存储器用于存储地图、定位信息和导航信息，语音模块、显示模块用于将地图、定位信息和导航信息反馈给穿戴者。
可穿戴设备中的ZigBee模块与ZigBee路灯控制系统模块中的任一路灯节点通过自组织网络进行无线连接通信。
当穿戴者佩戴本可穿戴设备进入ZigBee路灯控制系统模块区域内时，可穿戴设备中的ZigBee模块自动与ZigBee路灯控制系统模块中的路灯节点形成自组织网络。可穿戴设备中的处理器通过计算本可穿戴设备与任意3个路灯节点间的距离，然后以此任意3个路灯节点坐标为圆心，以测得的本可穿戴设备与任意3个路灯节点间的距离为半径作圆，从而可以列出3个圆的方程，联立这3个圆的方程并解出结果就得到了穿戴者当前的坐标位置，最后通过可穿戴设备中的语音模块、显示模块和存储器中事先存储的地图，从而以听觉和视觉的直观方式将定位信息反馈给穿戴者，实现了本发明的定位功能。
当穿戴者根据可穿戴设备上事先开发好的操作界面输入起始位置信息和目标位置信息并确认后，此时可穿戴设备中的处理器会发送一个触发信号，此触发信号通过可穿戴设备中的ZigBee模块传输到ZigBee路灯控制系统模块，使得其中第一类路灯节点内的车流量及路况检测器开始工作。车流量及路况检测器将测得的实时车流量及路况数据传输给CC2530控制器，CC2530控制器通过所有路灯节点内的ZigBee模块的路由表信息或路由转发功能，并且结合接收到的实时车流量及路况数据进行运算，从而为穿戴者规划出最优实时出行路线，最后通过可穿戴设备中的存储器中事先存储的地图、语音模块、显示模块以听觉和视觉的直观方式将导航信息反馈给穿戴者，实现了本发明的导航功能。
所述基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备还包括车载模块，车载模块包括车载蓝牙模块、车载处理器、车载语音模块和车载显示模块，车载蓝牙模块、车载语音模块、车载显示模块与车载处理器连接。车载蓝牙模块与可穿戴设备中的蓝牙模块通过蓝牙技术进行无线连接通信。当穿戴者佩戴本可穿戴设备并驾驶或乘坐一辆装有车载模块的汽车时，穿戴者可以通过可穿戴设备中的蓝牙模块将可穿戴设备存储器里的地图、定位信息和导航信息无线传输至车载蓝牙模块，车载蓝牙模块又将上述信息传输至车载处理器，经过车载处理器的处理，最后将可穿戴设备中所存储的地图、定位信息和导航信息通过车载语音模块、车载显示模块以听觉和视觉的方式反馈给穿戴者，并且，穿戴者也可以通过车载模块对定位功能和导航功能进行操作，从而拓展了本发明的应用范围。
    为了确保这个系统数据传输的安全性，ZigBee和蓝牙均设定了各自特定的数据传送格式、编解码器方式和加密模式，以便能够准确而安全地实现定位功能和导航功能。
    以上对本发明的一种实施例进行了详细的说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的保护范围。凡依本发明申请范围所做的均等变化或改进等，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 (6)

1.一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，其特征在于，包括ZigBee路灯控制系统模块和可穿戴设备；
所述ZigBee路灯控制系统模块包括多个路灯节点，路灯节点自组织网络拓扑结构为网状网；
所述可穿戴设备包括处理器、存储器、语音模块、显示模块、ZigBee模块和蓝牙模块，存储器、语音模块、显示模块、ZigBee模块、蓝牙模块与处理器连接；
所述ZigBee路灯控制系统模块中的路灯节点与可穿戴设备中的ZigBee模块通过自组织网络进行无线连接通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，其特征在于，所述路灯节点分为两类，第一类路灯节点包含CC2530控制器和车流量及路况检测器，第二类路灯节点包含ZigBee模块，且在所有路灯节点中每10个路灯节点包含1个第一类路灯节点和9个第二类路灯节点。
3.根据权利要求2所述的一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，其特征在于，所述CC2530控制器与车流量及路况检测器连接，车流量及路况检测器对道路上的实时车流量和路况进行检测并将所测得的车流量和路况数据传输给CC2530控制器处理。
4. 根据权利要求1所述的一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，其特征在于，所述可穿戴设备为智能手表、智能手环及智能眼镜中的一种或两种或三种。
5.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备，其特征在于，所述基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备还包括车载模块，所述车载模块中包括车载蓝牙模块、车载处理器、车载语音模块和车载显示模块；车载蓝牙模块、车载语音模块、车载显示模块与车载处理器连接；车载蓝牙模块与可穿戴设备中的蓝牙模块通过蓝牙技术进行无线连接通信。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的基于ZigBee路灯控制系统的定位导航设备应用于汽车中。
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