CN105277920A - 蓝牙实时动态定位方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种蓝牙实时动态定位系统包括蓝牙标签、蓝牙基站、主基站和检测服务器；蓝牙基站扫描周围环境中的蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号以及蓝牙基站与蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；并将上述信息和蓝牙基站编号L_ID打包成数据帧传送到主基站；主基站将数据帧传送到检测服务器；检测服务器接收数据帧获得蓝牙基站编号L_ID；通过预先设置在检测服务器中的蓝牙基站地理位置数据L_DATA确定其位置；根据信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，计算获得蓝牙标签相对蓝牙基站的位置。该定位系统可实现非智能设备定位，提高了定位应用的开放性和便携性，蓝牙标签价格低，可大量部署，系统成本低。
Description
技术领域
本发明涉及无线定位通信技术，特别是涉及基于蓝牙标签的被动定位通信技术。
背景
随着社会经济发展，城市人口暴增，商场、医院人满为患；为提高效率，越来越多的高精设备被使用;为提高设备资源的利用率，常有很多部门共用或借用一台或多台设备的情况，经历一段时间后设备往往已不在原位置；经常会出现找人、找设备的情况。
在大型高度自动化的工业现场实时追求设备和人员的高效管理，随时掌握设备或人员的动态并及时调度尤为必要。
以上等等都需要一种能实现物品和人员定位追踪的技术来实现非智能设备和人员的定位系统和方法。
现有技术的定位方法主要有：RFID射频识别、超声波定位、超宽带UWB定位、WiFi定位和Zigbee定位等，但大多数的方法都需要专用手持通讯或智能设备，功耗和成本都较大，特别是针对开放的公共场所如医院、商场等人口和设备随机流动的场景都不适用。
在现有技术中，也有基于蓝牙技术的手机定位，比如中国专利申请201210303880.6，201210357161.1，201310638883.4采用固定的蓝牙标签来标定位置并通过已知蓝牙标签的位置来定位移动终端的位置；其蓝牙标签的位置是设定的且是相对静止的，定位目标是智能终端设备，同时终端具备网络连接功能，参与了定位的计算与定位数据的上传。该技术不能解决对非智能设备的定位问题。
中国专利201310058999.0,201320489790.5公开了一种低功率的定位信标，在该技术中，采用了蓝牙信标点来辅助智能设备的定位，该种定位信标的网络功能只是用来配置信标点的地理位置数据，也不能解决对非智能设备的定位问题。
名词解释：
RSSI：是英文“ReceivedSignalStrengthIndicator”的缩写，中文意思是“接收信号的强度指标”；
LQ：是英文“linkquality”的缩写，中文意思是“链路质量”；
UWB：是英文“UltraWideband”的缩写，中文意思是“超宽带”；
RFID：是英文“RadioFrequencyIdentification”的缩写，中文意思是“射频识别”，又称“无线射频识别”，俗称“电子标签”。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处，而提出一种蓝牙实时动态定位方法和系统，利用蓝牙协议组成定位网络，对携带蓝牙标签的非智能设备进行定位，简化了蓝牙基站处理数据的方法，提高了定位应用的开放性和便携性。
本发明解决所述技术问题采取的技术方案是：一种蓝牙实时动态定位方法,将各蓝牙基站安装在各自指定的位置；设置主基站和检测服务器；在所有被定位跟踪的对象上都安装蓝牙标签，所述被定位跟踪的对象包括需要定位跟踪的设备和/或需要定位跟踪的人员；在检测服务器上注册各蓝牙标签的P_ID号；在检测服务器上注册各蓝牙基站的编号L_ID和与各该蓝牙基站编号L_ID一一对应的蓝牙基站的地理位置数据L_DATA。
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及所述蓝牙基站和各该蓝牙标签之间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站将该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并通过所述蓝牙基站上传到所述主基站。
所述主基站接收一个或多个蓝牙基站上传的数据帧，并将各数据帧直接传输给所述检测服务器。
所述检测服务器接收所述数据帧，获得各蓝牙标签所在位置的蓝牙基站编号L_ID，并与预先设置在该检测服务器中的各蓝牙基站编号L_ID和各蓝牙基站的地理位置数据L_DATA进行对比,即查询各蓝牙基站的地理位置数据库，从而确定各蓝牙标签所在的蓝牙基站的位置；所述检测服务器再通过接收到的各蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，计算获得各蓝牙标签相对于蓝牙基站的距离，并综合该蓝牙基站的地理位置信息获得所述蓝牙标签的具体地理位置信息。
所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块。
所述主基站包括第一无线数据传输模块和与该第一无线数据传输模块有线连接的第一定位数据处理模块。
所述检测服务器包括第二数据传输模块和与该第二数据传输模块有线连接的第二定位数据处理模块。
所述蓝牙基站的蓝牙模块扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ。
所述蓝牙基站的控制模块把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块传送到所述主基站。
所述主基站的第一无线数据传输模块接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧；所述主基站的第一定位数据处理模块对所述数据帧筛选分析处理后将离各蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站所接收到的数据帧传送到所述检测服务器。
所述检测服务器通过所述第二数据传输模块接收各数据帧，由所述第二定位数据处理模块对各数据帧进行分析处理。
所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块和主基站的第一无线数据传输模块都为2.4G无线模块或WLAN模块。
所述蓝牙标签工作在自动循环广播工作模式；该工作模式依次包括以下步骤：（1）广播；（2）连接并传输数据；（3）待机；所述自动循环广播工作模式的间隔时间在20ms到10s之间。
所述蓝牙基站工作在循环工作模式，该循环工作模式依次包括以下步骤：（1）蓝牙扫描；（2）蓝牙发现；（3）蓝牙连接；（4）数据传输;在所述蓝牙扫描之前，接收由所述主基站发出的开始蓝牙扫描命令后才启动蓝牙扫描。
所述蓝牙基站上传所述数据帧之前，接收由所述主基站发出的数据帧传输命令后才启动所述数据帧的传输。
一种蓝牙实时动态定位系统，包括：设置在定位跟踪对象上的蓝牙标签和设置在各指定位置的蓝牙基站，以及设置在控制或管理中心的主基站和检测服务器。
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ。
所述蓝牙基站把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站传送到所述主基站；所述主基站接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧，并将各该数据帧传送到所述检测服务器。
所述检测服务器接收所述数据帧；所述检测服务器通过所述数据帧获得各蓝牙标签所在位置的蓝牙基站编号L_ID，并与预先设置在该检测服务器中的各蓝牙基站编号L_ID和各蓝牙基站的地理位置数据L_DATA进行对比，即查询各蓝牙基站的地理位置数据库，从而确定各蓝牙标签所在的蓝牙基站的位置。
所述检测服务器再通过接收到的各蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，计算获得各蓝牙标签相对各蓝牙基站的具体位置，并综合蓝牙基站的地理位置信息获得各蓝牙标签的地理位置信息。
所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块；所述主基站包括第一无线数据传输模块和与该第一无线数据传输模块有线连接的第一定位数据处理模块；所述检测服务器包括第二数据传输模块和与该第二数据传输模块有线连接的第二定位数据处理模块。
所述蓝牙基站的蓝牙模块扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站的控制模块把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块传送到所述主基站。
所述主基站的第一无线数据传输模块接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧，通过所述主基站的第一数据处理模块对所述数据帧筛选分析处理后再将离各蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站的数据帧传送到所述检测服务器。
所述检测服务器通过所述第二数据传输模块接收各数据帧，由所述第二定位数据处理模块对各数据帧进行分析处理。
一种实时动态定位的蓝牙基站，所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块；所述第三无线数据传输模块为2.4G无线模块；所述控制模块控制蓝牙基站工作在循环工作模式，该循环工作模式包括以下步骤：（1）蓝牙扫描；（2）蓝牙发现；（3）蓝牙连接；（4）2.4G数据帧传输。
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站传送到主基站。
为防止同频干扰，在所述蓝牙基站进行蓝牙扫描之前，接收由主基站发出的蓝牙扫描命令启动蓝牙扫描；在2.4G数据帧传输之前，接收由主基站发出的2.4G数据帧传输命令启动2.4G数据帧传输。
所述主基站和蓝牙基站的第一无线数据传输模块和第三无线数据传输模块为2.4G无线模块或WLAN模块。第一无线数据传输模块和第三无线数据传输模块，可采用与蓝牙工作相同频段或不同频段的无线制式。当然所述主基站和检测服务器之间也可不用无线数据传输而采用有线的数据传输的模式。
若利用上述第一无线数据传输模块和第三无线数据传输模块进行无线数据传输，且工作频段与系统其他的蓝牙工作频段相同，需要考虑蓝牙工作频段干扰，可由主基站下发指令给蓝牙基站来统一协调蓝牙工作的时间，蓝牙基站接收到主基站的命令后，统一发送蓝牙扫描指令。通过统一调度减少工作频段干扰。
所述主基站接收多个蓝牙基站上传的电场强度值RSSI和链路质量值LQ，通过RSSI与LQ排序，找出与目标蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站发送的数据帧传输给所述检测服务器，减小检测服务器的数据处理量，提高系统运行效率。
为了防止同频干扰，在所述蓝牙基站在2.4G数据帧传输步骤之前，接收由所述主基站向蓝牙基站发出的2.4G数据帧传输命令启动2.4G数据帧传输。同样，所述蓝牙基站进行蓝牙扫描之前，蓝牙基站接收由所述主基站发出的开始蓝牙扫描命令启动蓝牙扫描。通过上述的统一调度减少工作频段干扰。
同现有技术相比较，本发明的有益效果是：本系统前端采用的是低功耗蓝牙技术，充分发挥它在短距离无线传输低功耗的技术特点；通过蓝牙基站获得蓝牙标签的位置，并通过主基站传送到检测服务器，检测服务器运算后实现蓝牙标签的定位；蓝牙基站的位置相对固定，被定位跟踪的对象是携带蓝牙标签的设备和/或人员，蓝牙标签的价格低可大量部署，而蓝牙基站的设备数量较少，整个系统的成本低，性能稳定。该种定位系统可实现非智能设备的定位，简化了蓝牙基站处理数据的方法，提高了定位应用的开放性和便携性。
附图说明
图1是本发明之优选实施例的蓝牙实时动态定位系统模块框架示意图；
图2是蓝牙实时动态定位系统组成示意图；
图3是蓝牙基站和蓝牙标签间通讯工作模式示意图；
图4是RSSI定位原理示意。
具体实施方式
以下结合附图和优选实施例，对本发明进行说明：
如图1至4所示，一种蓝牙实时动态定位方法,将各蓝牙基站安装在各自指定的位置；设置主基站和检测服务器；在所有被定位跟踪的对象上都安装蓝牙标签，所述被定位跟踪的对象包括需要定位跟踪的设备和/或需要定位跟踪的人员；在检测服务器上注册各蓝牙标签的P_ID号；在检测服务器上注册各蓝牙基站的编号L_ID和与各该蓝牙基站编号L_ID一一对应的蓝牙基站的地理位置数据L_DATA。
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及所述蓝牙基站和各该蓝牙标签之间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站将该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并通过所述蓝牙基站上传到所述主基站。
所述主基站接收一个或多个蓝牙基站上传的数据帧，并将各数据帧直接传输给所述检测服务器。
所述检测服务器接收所述数据帧，获得各蓝牙标签所在位置的蓝牙基站编号L_ID，并与预先设置在该检测服务器中的各蓝牙基站编号L_ID和各蓝牙基站的地理位置数据L_DATA进行对比,即查询各蓝牙基站的地理位置数据库，从而确定各蓝牙标签所在的蓝牙基站的位置；所述检测服务器再通过接收到的各蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，计算获得各蓝牙标签相对于蓝牙基站的距离，并综合该蓝牙基站的地理位置信息获得所述蓝牙标签的具体地理位置信息。
所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块。
所述主基站包括第一无线数据传输模块和与该第一无线数据传输模块有线连接的第一定位数据处理模块。
所述检测服务器包括第二数据传输模块和与该第二数据传输模块有线连接的第二定位数据处理模块。
所述蓝牙基站的蓝牙模块扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ。
所述蓝牙基站的控制模块把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该辖区内蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块传送到所述主基站。
所述主基站的第一无线数据传输模块接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧；所述主基站的第一定位数据处理模块对所述数据帧筛选分析处理后将离各蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站所接收到的数据帧传送到所述检测服务器。
所述检测服务器通过所述第二数据传输模块接收各数据帧，由所述第二定位数据处理模块对各数据帧进行分析处理。
所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块和主基站的第一无线数据传输模块都为2.4G无线模块或WLAN模块。
所述蓝牙标签工作在自动循环广播工作模式；该工作模式依次包括以下步骤：（1）广播；（2）连接并传输数据；（3）待机；所述自动循环广播工作模式的间隔时间在20ms到10s之间。
所述蓝牙基站工作在循环工作模式，该循环工作模式依次包括以下步骤：（1）蓝牙扫描；（2）蓝牙发现；（3）蓝牙连接；（4）数据传输;在所述蓝牙扫描之前，接收由所述主基站发出的开始蓝牙扫描命令后才启动蓝牙扫描。
所述蓝牙基站上传所述数据帧之前，接收由所述主基站发出的数据帧传输命令后才启动所述数据帧的传输。
一种蓝牙实时动态定位系统，包括：设置在定位跟踪对象上的蓝牙标签和设置在各指定位置的蓝牙基站，以及设置在控制或管理中心的主基站和检测服务器。
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该辖区内蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ。
所述蓝牙基站把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该辖区内蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧，并将所述数据帧通过所述蓝牙基站传送到所述主基站；所述主基站接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧，并将各该数据帧传送到所述检测服务器。
所述检测服务器接收所述数据帧；所述检测服务器通过所述数据帧获得各蓝牙标签所在位置的蓝牙基站编号L_ID，并与预先设置在该检测服务器中的各蓝牙基站编号L_ID和各蓝牙基站的地理位置数据L_DATA进行对比，即查询各蓝牙基站的地理位置数据库，从而确定各蓝牙标签所在的蓝牙基站的位置。
所述检测服务器再通过接收到的各蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，计算获得各蓝牙标签相对各蓝牙基站的具体位置，并综合蓝牙基站的地理位置信息获得各蓝牙标签的地理位置信息。
所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块；所述主基站包括第一无线数据传输模块和与该第一无线数据传输模块有线连接的第一定位数据处理模块；所述检测服务器包括第二数据传输模块和与该第二数据传输模块有线连接的第二定位数据处理模块。
所述蓝牙基站的蓝牙模块扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该辖区内蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站的控制模块把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该辖区内蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块传送到所述主基站。
所述主基站的第一无线数据传输模块接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧，通过所述主基站的第一数据处理模块对所述数据帧筛选分析处理后再将离各蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站的数据帧传送到所述检测服务器。
所述检测服务器通过所述第二数据传输模块接收各数据帧，由所述第二定位数据处理模块对各数据帧进行分析处理。
一种实时动态定位的蓝牙基站，包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块；所述第三无线数据传输模块为2.4G无线模块；所述控制模块控制蓝牙基站工作在循环工作模式，该循环工作模式包括以下步骤：（1）蓝牙扫描；（2）蓝牙发现；（3）蓝牙连接；（4）2.4G数据帧传输。
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该辖区内蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧，并将所述数据帧通过所述蓝牙基站传送到主基站。
为防止同频干扰，在所述蓝牙基站进行蓝牙扫描之前，接收由主基站发出的蓝牙扫描命令启动蓝牙扫描；在2.4G数据帧传输之前，接收由主基站发出的2.4G数据帧传输命令启动2.4G数据帧传输。
所述蓝牙实时动态定位系统包括：设置在定位跟踪对象上的蓝牙标签和设置在各指定位置的蓝牙基站，以及设置在控制或管理中心的主基站和检测服务器。
在所述蓝牙实时动态定位系统系统中，被定位的目标是携带蓝牙标签的设备或人员；蓝牙标签不仅具有蓝牙通讯功能，可方便安置在需要定位的设备和人员身上，而且成本较低，可大量的部署；如图1和图2所示，标号20为蓝牙标签，标号20-1、20-2、20-3、20-4、20-5、20-6和20-7即为各蓝牙标签，可对应为需要定位的设备和/或人员；标号10为蓝牙基站，标号10-1、10-2和10-3即为各蓝牙基站，其位置相对固定，蓝牙基站的设备数量较少，这样可以使整个系统的成本降低，性能稳定；标号30和40分别为主基站和检测服务器。
所述主基站的第一无线数据传输模块接收一个或多个蓝牙基站上传的数据帧；接收到的数据帧可直接传送到检测服务器，也可以通过所述主基站的第一数据处理模块对所述数据帧筛选分析处理后再将离各蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站的数据帧传送到所述检测服务器。所述检测服务器通过所述第二数据传输模块接收各数据帧，由所述第二定位数据处理模块对各数据帧进行分析处理。
所述蓝牙基站和主基站的无线数据传输模块为2.4G无线模块或WLAN模块。该无线数据传输模块，可采用与蓝牙工作相同频段或不同频段的无线制式。当然所述主基站和检测服务器之间也可不用无线数据传输而采用有线的数据传输的模式。
若利用上述无线数据传输模块进行无线数据传输，且工作频段与系统其他的蓝牙工作频段相同，需要考虑蓝牙工作频段干扰，可由主基站下发指令给蓝牙基站来统一协调蓝牙工作的时间，蓝牙基站接收到主基站的命令后，统一发送蓝牙扫描指令。通过统一调度减少工作频段干扰。
所述主基站接收多个蓝牙基站上传的电场强度值RSSI和链路质量值LQ，通过其内的数据处理模块将RSSI与LQ排序，找出与目标蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站发送的数据帧传输给所述检测服务器，减小检测服务器的数据处理量，提高系统运行效率。所述主基站通过无线数据传输模块，接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧，并传输给所述检测服务器。所述检测服务器可与主基站通过网络接口连通；可采用与蓝牙基站工作相同频段或不同频段的无线制式，也可以采用RS232或USB等接口的有线数据传输模式。
若主基站到检测服务器采用无线蓝牙数据上传，且与蓝牙基站的工作频段相同，需要考虑蓝牙工作频段干扰，可由主基站下发给蓝牙基站命令来统一协调各环节的蓝牙工作的时间，蓝牙基站接收到主基站的命令后，统一发送蓝牙扫描指令，主基站接收到蓝牙基站上传的电场强度值RSSI和链路质量值LQ，通过数据RSSI与LQ排序，找出与目标蓝牙标签对应的最近的一个或多个蓝牙基站发送的数据帧传输给所述检测服务器，减小检测服务器的数据处理量。
为了防止同频干扰，在所述蓝牙基站在2.4G数据帧传输步骤之前，接收由所述主基站向蓝牙基站发出的2.4G数据帧传输命令启动2.4G数据帧传输。同样，在所述蓝牙扫描之前，蓝牙基站接收由所述主基站发出的开始蓝牙扫描命令启动蓝牙扫描。通过上述的统一调度减少工作频段干扰。
如图2所示方框a表示的是主基站30的有效通讯范围，虚线圈b1、b2和b3分别表示三个蓝牙基站10-1、10-2和10-3的有效通讯范围，实际该三个通讯区域可以没有交叠，也可能有交叠区域，当有交叠区域时，由主基站找出距离最近的蓝牙基站作为定位参考点。
由蓝牙基站发起通讯，连接成功后，蓝牙基站会得到该蓝牙标签的接收信号强度指标RSSI值和链路质量LQ值。蓝牙基站将所有接收到的模块检测RSSI数据经处理，打包成固定格式数据帧，定时发送到主基站，主基站将数据传送到检测服务器，经数据处理得到对应各蓝牙标签即设备或人员的相对位置信息。
在实践中，在需要的区域内，安装主基站和检测服务器以及适当位置和数量的蓝牙基站；并将蓝牙标签的P_ID号和蓝牙基站编号和地理位置数据L_DATA提前配置在检测服务器中。
将上述蓝牙基站配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙基站始终是这个蓝牙微微网的主设备，只要连接成功就可以获得蓝牙标签代表的用户所接入的蓝牙基站位置信息。
该蓝牙微微网采用星行网络拓扑结构，如图3所示，蓝牙基站工作在主机（集中器）模式，蓝牙标签工作在从机（节点设备）模式；蓝牙基站（主机/集中器）设备可同时和三个蓝牙模块(从机/节点设备)保持网络连接，当网络中的从机/节点设备发送完数据，断开连接后，又可以有新的节点设备加入该网络，而且每一个从机/节点设备与蓝牙基站（主机/集中器）设备断开连接后，又可以加入另外一个网络。
蓝牙基站的不断检测周围环境中的蓝牙标签；获取蓝牙基站和蓝牙标签通讯时无线信号的信号强度RSSI和链路质量LQ值，RSSI和链路质量LQ值都可以通过调用函数来获取；RSSI值和距离之间存在着类似于对数的对应关系，RSSI值定量反映该蓝牙标签离蓝牙基站的距离；LQ值的范围为0-255，LQ值越大,表示信道质量越好,在理想环境中这种方式可以获得较为精确的定位。
RSSI接收信号强度定位是通过信号强度和已知信号衰弱模型来估计接收点与待测点的距离，根据多个接收点距离待测点的距离值画出圆，多个圆的重叠部分就是待测物体。每个蓝牙基站都有一定的扫描范围，通过接收蓝牙标签的无线电信号强度来提高定位精度，两个蓝牙基站无线信号所覆盖的区域的信号场强分布如图4所示。
一个蓝牙标签位于两个蓝牙基站的交叠区时，两个蓝牙基站会收到各自通信的RSSI值和LQ值，蓝牙基站将自己的位置编号和检测到RSSI值和LQ值以及蓝牙标签的ID号上传给主基站，主基站将上述信息传递到检测服务器；主基站或检测服务器可通过计算比对获得蓝牙标签和相应蓝牙基站之间的距离；由于蓝牙基站的位置信息为已知信息，早已配置在主基站或检测服务器中，因此获得每个蓝牙标签离最近的蓝牙基站之间的距离就知道了蓝牙标签所在的位置，也就知道了佩戴该蓝牙标签的设备或人员的位置信息。
以上所述实施方式仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同替换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种蓝牙实时动态定位方法,其特征在于包括：
将各蓝牙基站安装在各自指定的位置；
设置主基站和检测服务器；
在所有被定位跟踪的对象上都安装蓝牙标签，所述被定位跟踪的对象包括需要定位跟踪的设备和/或需要定位跟踪的人员；
在检测服务器上注册各蓝牙标签的P_ID号；
在检测服务器上注册各蓝牙基站的编号L_ID和与各该蓝牙基站编号L_ID一一对应的蓝牙基站的地理位置数据L_DATA；
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及所述蓝牙基站和各该蓝牙标签之间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站将该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并通过所述蓝牙基站上传到所述主基站；
所述主基站接收一个或多个蓝牙基站上传的数据帧，并将各数据帧传输给所述检测服务器；
所述检测服务器接收所述数据帧，获得各蓝牙标签所在位置的蓝牙基站编号L_ID，并与预先设置在该检测服务器中的各蓝牙基站编号L_ID和各蓝牙基站的地理位置数据L_DATA进行对比,即查询各蓝牙基站的地理位置数据库，从而确定各蓝牙标签所在的蓝牙基站的位置；所述检测服务器再通过接收到的各蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，计算获得各蓝牙标签相对于蓝牙基站的距离，并综合该蓝牙基站的地理位置信息获得所述蓝牙标签的具体地理位置信息。
2.根据权利要求1所述的蓝牙实时动态定位方法，其特征在于：
所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块；
所述主基站包括第一无线数据传输模块和与该第一无线数据传输模块有线连接的第一定位数据处理模块；
所述检测服务器包括第二数据传输模块和与该第二数据传输模块有线连接的第二定位数据处理模块；
所述蓝牙基站的蓝牙模块扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；
所述蓝牙基站的控制模块把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块传送到所述主基站；
所述主基站的第一无线数据传输模块接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧；所述主基站的第一定位数据处理模块对所述数据帧筛选分析处理后将离各蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站所接收到的数据帧传送到所述检测服务器；
所述检测服务器通过所述第二数据传输模块接收各数据帧，由所述第二定位数据处理模块对各数据帧进行分析处理。
3.根据权利要求2所述的蓝牙实时动态定位方法，其特征在于：
所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块和主基站的第一无线数据传输模块都为2.4G无线模块或WLAN模块。
4.根据权利要求1所述的蓝牙实时动态定位方法，其特征在于：
所述蓝牙标签工作在自动循环广播工作模式；
该工作模式依次包括以下步骤：（1）广播；（2）连接并进行数据传输；（3）待机；
所述自动循环广播工作模式的间隔时间在20ms到10s之间。
5.根据权利要求1所述的蓝牙实时动态定位方法,其特征在于：
所述蓝牙基站工作在循环工作模式，该循环工作模式依次包括以下步骤：（1）蓝牙扫描；（2）蓝牙发现；（3）蓝牙连接；（4）数据传输；
在所述蓝牙扫描之前，接收由所述主基站发出的开始蓝牙扫描命令后才启动蓝牙扫描。
6.根据权利要求1所述的蓝牙实时动态定位方法，其特征在于：
所述蓝牙基站上传所述数据帧之前，接收由所述主基站发出的数据帧传输命令后才启动所述数据帧的传输。
7.一种蓝牙实时动态定位系统，其特征在于包括：
设置在定位跟踪对象上的蓝牙标签和设置在各指定位置的蓝牙基站，以及设置在控制或管理中心的主基站和检测服务器；
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；
所述蓝牙基站把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧，并将所述数据帧通过所述蓝牙基站传送到所述主基站；
所述主基站接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧，并将各该数据帧传送到所述检测服务器；
所述检测服务器接收所述数据帧；
所述检测服务器通过所述数据帧获得各蓝牙标签所在位置的蓝牙基站编号L_ID，并与预先设置在该检测服务器中的各蓝牙基站编号L_ID和各蓝牙基站的地理位置数据L_DATA进行对比，即查询各蓝牙基站的地理位置数据库，从而确定各蓝牙标签所在的蓝牙基站的位置；
所述检测服务器再通过接收到的各蓝牙标签的P_ID号、无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ，计算获得各蓝牙标签相对各蓝牙基站的具体位置，并综合蓝牙基站的地理位置信息获得各蓝牙标签的地理位置信息。
8.根据权利要求7所述的蓝牙实时动态定位系统，其特征在于：
所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块；所述主基站包括第一无线数据传输模块和与该第一无线数据传输模块有线连接的第一定位数据处理模块；所述检测服务器包括第二数据传输模块和与该第二数据传输模块有线连接的第二定位数据处理模块；
所述蓝牙基站的蓝牙模块扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；所述蓝牙基站的控制模块把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各该蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站的第三无线数据传输模块传送到所述主基站；
所述主基站的第一无线数据传输模块接收一个或多个蓝牙基站上传的所述数据帧，通过所述主基站的第一数据处理模块对所述数据帧筛选分析处理后再将离各蓝牙标签最近的一个或多个蓝牙基站的数据帧传送到所述检测服务器；
所述检测服务器通过所述第二数据传输模块接收各数据帧，由所述第二定位数据处理模块对各数据帧进行分析处理。
9.一种实时动态定位的蓝牙基站，其特征在于：
所述蓝牙基站包括控制模块，以及分别与该控制模块有线连接的蓝牙模块和第三无线数据传输模块；
所述第三无线数据传输模块为2.4G无线模块；
所述控制模块控制蓝牙基站工作在循环工作模式，该循环工作模式包括以下步骤：（1）蓝牙扫描；（2）蓝牙发现；（3）蓝牙连接；（4）2.4G数据帧传输。
10.根据权利要求9所述的实时动态定位的蓝牙基站，其特征在于：
所述蓝牙基站扫描该蓝牙基站所管辖区域内的所有蓝牙标签，获取一个或多个蓝牙标签的P_ID号，以及获取所述蓝牙基站与各该蓝牙标签间通讯的无线信号电场强度值RSSI和链路质量值LQ；
所述蓝牙基站把该蓝牙基站编号L_ID，以及获取的各蓝牙标签的P_ID号、所述电场强度值RSSI和链路质量值LQ，一起打包成数据帧,并将所述数据帧通过所述蓝牙基站传送到主基站。
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