CN107271952A - 低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置，其包括提供用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。本发明在满足定位精度的情况下，能有效达到降低功耗的目的，且能有效确定定位终端的状态，安全可靠。

Description

低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置
技术领域
本发明涉及一种定位方法及装置，尤其是一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置，属于Zigbee定位的技术领域。
背景技术
目前，现有的Zigbee定位，大都通过Zigbee芯片，配备便携电池，组成定位终端。此外，还需要在场地中再布置一些Zigbee接收端，Zigbee接收端配备电源组成定位路由。
定位终端固定间隔发送数据包，定位路由接收数据包，根据每个数据包的信号强度，相对准确的确定人员位置，数据包发送间隔越短，定位精度相对越高。
为了增加定位准确性，需要将定位终端发包间隔降低，但同时也带来了功耗的增加。并且在实际的应用中，定位终端最终多是做到越小越好，而受电池材料与尺寸限制，整个定位终端变小同时势必导致电源容量变低，最终导致定位终端实际工作的时间大大缩短。
为了达到高续航，可以采取降低发送间隔的方式实现，而降低发送间隔，则会导致定位的精度会直线下降，达到一定限度甚至无法定位，并且定位终端是否在定位人员身上也无法确定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法及装置，其在满足定位精度的情况下，能有效达到降低功耗的目的，且能有效确定定位终端是否处于被佩戴的状态，安全可靠。
按照本发明提供的技术方案，所述低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，提供用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下，降低定位终端的功耗。
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
所述加速度传感器采用三轴传感器，在加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片处于睡眠状态。
所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
所述定位终端包括包括用于佩戴的腕带，在所述腕带内设置拆除检测机构。
所述定位终端内还包括用于提供电能的电池，所述电池与Zigbee芯片的电源端连接。
一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位装置，包括用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
本发明的优点：利用时间源获取当前的时间信息，Zigbee根据时间信息以及加速度传感器检测的运动信息调整定位数据的发送频率，在满足定位精度的情况下，能有效降低定位终端的功耗，从而在定位终端尺寸不变的情况下，提高电池的使用时间，利用心率传感器判断定位人员是否佩戴所述定位终端，从而能使得定位数据的有效性得到保证。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明Zigbee芯片根据时间信息自动调整发送频率的流程图。
图3为本发明Zigbee芯片根据运动信息自动调整发送频率的流程图。
图4为本发明利用心率传感器进行摘除报警的流程图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示：为了在满足定位精度的情况下，能有效达到降低功耗的目的，本发明提供用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
具体地，定位终端采用腕带式，通过腕带将定位终端佩戴于定位人员的手腕部，提高携带的便捷性，也便于实现定位数据的采集，定位终端腕带的具体形式可以根据需要进行选择确定，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。所述定位终端内还包括用于提供电能的电池，所述电池与Zigbee芯片的电源端连接。
利用Zigbee芯片能实现数据的处理与发送，Zigbee芯片可以采用本技术领域常用的形式，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。在Zigbee芯片内的时间源可以采用时钟模块或其他能获取当前时间的电路结构，具体可以根据需要进行选择，此处不再赘述。Zigbee芯片内设置的预设频率能为目前常用或普遍采用的发送频率，Zigbee芯片采用预设频率发送定位数据时，不会额外增加整个定位终端的功耗，且能满足正常情况下的定位精度需要，预设频率的具体情况，可以根据所在定位环境的定位精度要求进行确定，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态后，调整发送数据的发送频率，具体是指Zigbee芯片定位数据的发送频率低于预设频率、等于预设频率或高于预设频率，当发送频率低于预设频率时，能降低定位终端的功耗，当发送频率高于预设频率时，则会增加定位终端的功耗。当增加定位终端的功耗时，电源的工作时间会缩短，当降低定位终端的功耗时，能增大电源的工作时间。
如图2和图3所示，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
本发明实施例中，Zigbee芯片能根据时间源确定当前的时间信息，所述时间信息可以区分当前为白天或夜晚，一般地，在白天时，定位人员的活动量需相对旺盛，而夜晚，活动量相对较小，因此，可以根据白天或夜晚的时间信息，来调整发送频率，从而达到在满足定位精度的情况下降低功耗的目的。
进一步地，所述加速度传感器采用三轴传感器，在加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片处于睡眠状态。在夜晚，定位一次完成后，定位人员若未运动，则定位人员的位置不会改变，则可以降低发送频率实现降低功耗。当Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚，且加速度传感器检测到定位人员未运动信息后，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据；当定位人员持续运动时，可以再次增加发送定位数据的频率，即夜晚运动频率可以大于预设频率，以保证实际的定位需要。本发明实施例中，白天运动频率，夜晚正常频率以及夜晚运动频率的具体可以在Zigbee芯片内预先设置，或设置每次调整的数值范围，所述每次调整是指基于预设频率，在预设频率的上下波动，即达到满足定位的情况下，尽可能地降低定位终端的功耗。
所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
本发明实施例中，利用心率传感器能检测定位人员的心率，通过检测定位人员心率，判断定位人员是否佩戴定位终端，当检测定位人员心率为零时，则判断定位终端被摘除，从而能防止在降低发送频率且定位人员摘除定位终端后，Zigbee芯片错误判断定位人员处于静止状态。心率传感器定时开启，每次开启较短时间，不会增加较多的功耗，具体可以参考图4的说明。
所述定位终端包括包括用于佩戴的腕带，在所述腕带内设置拆除检测机构。本发明实施例中，所述拆除检测机构可以通过在腕带内埋入两根导线，两根导线在腕带内组成回路，Zigbee芯片通过拉高其中一根导线的电平，查看另一根导线上电平是否相应被拉高，判断腕带是否拆除，即能判断定位终端是否还佩戴于定位人员的手腕部，即与心率传感器配合，进一步提高判断当前定位终端的使用状态的可靠性。
如图1所示，根据上述的说明，得到数据量下高准确度高续航的Zigbee定位装置，包括用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
本发明实施例中，Zigbee芯片、加速度传感器以及时间源等的具体工作与配合过程，均可以参照上述的说明，此处不再赘述。
本发明利用时间源获取当前的时间信息，Zigbee根据时间信息以及加速度传感器检测的运动信息调整定位数据的发送频率，在满足定位精度的情况下，能有效降低定位终端的功耗，从而在定位终端尺寸不变的情况下，提高电池的使用时间，利用心率传感器判断定位人员是否佩戴所述定位终端，从而能使得定位数据的有效性得到保证。

Claims (9)

1.一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，其特征是：提供用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
2.根据权利要求1所述的低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，其特征是：Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
3.根据权利要求1或2所述的低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，其特征是：所述加速度传感器采用三轴传感器，在加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片处于睡眠状态。
4.根据权利要求1所述的低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，其特征是：所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
5.根据权利要求1所述的低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，其特征是：所述定位终端包括包括用于佩戴的腕带，在所述腕带内设置拆除检测机构。
6.根据权利要求1所述的低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位方法，其特征是：所述定位终端内还包括用于提供电能的电池，所述电池与Zigbee芯片的电源端连接。
7.一种低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位装置，其特征是：包括用于佩戴于定位人员手腕部的定位终端，所述定位终端内设有Zigbee芯片以及与与所述Zigbee芯片连接的加速度传感器，Zigbee芯片内设置能确定当前时间信息的时间源，在Zigbee芯片内具有确定定位数据发送状态的预设频率，Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间信息以及加速度传感器确定定位人员的运动状态，能自动调整定位数据的发送频率，以在满足定位的需求下降低定位终端的功耗。
8.根据权利要求7所述低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位装置，其特征是：Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按预设频率发送定位数据；Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为白天且通过加速度传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按白天运动频率发送定位数据，所述白天运动频率高于预设频率；
Zigbee芯片根据时间源确定当前的时间为夜晚且通过加速度传感器未检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚正常频率发送定位数据，所述夜晚正常频率低于预设频率；Zigbee芯片根据时间源确定当前时间为夜晚且通过加速传感器检测到定位人员的运动信息时，Zigbee芯片按夜晚运动频率发送定位数据，所述夜晚运动频率大于夜晚正常频率且小于预设频率。
9.根据权利要求7所述低数据量下高准确度高续航的Zigbee定位装置，其特征是：所述定位终端内还包括用于检测定位人员心率的心率传感器，所述心率传感器定时开启，在心率传感器开启期间，无法检测定位人员的心率时，Zigbee芯片发送定位终端摘除的报警信息。
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