CN107948945A - 一种室内定位的通信控制系统及控制方法 - Google Patents

一种室内定位的通信控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种室内定位的通信控制系统及控制方法。该室内定位的通信控制系统，服务器：发送针对目标标签的测距指令，配置对目标标签定位时的通信访问路径，接收访问终点发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置；UWB局域网单元：由服务器根据目标标签确定作为通信访问路径节点的UWB局域网单元，其中，作为访问终点的UWB局域网单元接收所述测距指令对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据经通信访问路径传输至服务器。通过该通信访问路径进行测距指令与测距数据的远距离传输，且通信距离不受UWB信号限制，不需要路由器组网，结构简单，安装方便，成本低。

Description

一种室内定位的通信控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于无载波通信技术，尤其涉及一种室内定位的通信控制系统及控制方法。
背景技术
UWB是一种无载波通信技术，UWB的测距原理通过两个UWB模块测量双向飞行时间，算出相应距离，通过测量其和多个点的距离可以定位自己的位置坐标。
UWB的室内定位就是通过室内布置4个已知坐标的定位基站，需要定位的人员携带定位标签，标签按照一定的频率发傻脉冲，不断和4个已知位置的基站进行测距，通过一定的精确算法定出标签的位置。
但办公区有很多墙壁UWB信号容易被墙壁和物体遮挡导致通信失败，所以不能远程获取数据。
wifi或以太网组网穿透能力较强，但是路由器、走线等部署复杂并价格高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种室内定位的通信控制系统及控制方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种室内定位的通信控制系统，包括：
服务器：发送针对目标标签的测距指令，配置对目标标签定位时的通信访问路径，接收访问终点发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置；
UWB局域网单元：由服务器根据目标标签确定作为通信访问路径节点的UWB局域网单元，其中，作为访问终点的UWB局域网单元接收所述测距指令对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据经通信访问路径传输至服务器。
进一步的，服务器对目标标签发送测距指令的通信访问路径节点与接收测距数据的通信访问路径节点相同，通信访问方向相反。
进一步的，UWB局域网单元包括定位锚节点、控制器及通讯单元，定位锚节点数量至少为4个，控制器基于服务器配置的通信访问路径通过通讯单元与服务器和/或其他UWB局域网单元进行通信。
进一步的，UWB局域网单元的各定位锚节点不在同一直线上。
进一步的，通讯单元安装在所属UWB局域网单元的一个定位锚节点上。
进一步的，所述通讯单元为433无线模块。
根据本发明的另一个方面，提供了一种室内定位的通信控制方法，包括以下步骤：
服务器配置对目标标签定位时的通信访问路径；
服务器发送针对目标标签的测距指令，所述测距指令依据通信访问路径传输至访问终点，以供作为访问终点的UWB局域网单元对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据；
服务器接收访问终点经通信访问路径发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置。
进一步的，服务器对目标标签发送测距指令的通信访问路径节点与接收测距数据的通信访问路径节点相同，通信访问方向相反。
进一步的，所述测距指令依据通信访问路径传输至访问终点包括：
所述通信访问路径节点的控制器接收所述通信访问路径信息；
所述控制器控制同通信区域的通讯单元将测距指令传输至访问终点。
进一步的，作为访问终点的UWB局域网单元对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据包括：
访问终点UWB局域网单元的控制器基于所述测距指令通过UWB信号依次控制目标标签和不同的定位锚节点测距。
进一步的，服务器接收访问终点经通信访问路径发送的测距数据包括：
所述通信访问路径节点的控制器接收所述通信访问路径信息；
所述控制器控制同通信区域的通讯单元将测距指令传输至服务器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明示例的室内定位的通信控制系统，包括发送针对目标标签的测距指令，配置对目标标签定位时的通信访问路径，接收访问终点发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置的服务器及由服务器根据目标标签确定作为通信访问路径节点的UWB局域网单元，其中，作为访问终点的UWB局域网单元接收所述测距指令对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据经通信访问路径传输至服务器，通过该通信访问路径进行测距指令与测距数据的远距离传输，且通信距离不受UWB信号限制，不需要路由器组网，结构简单，安装方便，成本低。
2、本发明示例的室内定位的通信控制方法，服务器配置对目标标签定位时的通信访问路径；发送针对目标标签的测距指令，所述测距指令依据通信访问路径传输至访问终点，以供作为访问终点的UWB局域网单元对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据；接收访问终点经通信访问路径发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置。通信控制方法简单，操作方便，维护方便，通信距离不受UWB信号限制，即可实现测距指令与测距数据的远距离传输。
附图说明
图1为实施例一的室内定位的通信控制系统的结构图；
图2为实施例一访问d网络的流程图；
图3为实施例一的UWB局域网单元的结构图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例一：
本实施例提供了一种室内定位的通信控制系统，包括服务器及若干UWB局域网单元，UWB局域网单元包括定位锚节点、控制器及通讯单元，定位锚节点数量至少为4个，控制器基于服务器配置的通信访问路径通过通讯单元与服务器和/或其他UWB局域网单元进行通信。UWB局域网单元的各定位锚节点不在同一直线上。通讯单元安装在所属UWB局域网单元的一个定位锚节点上。所述通讯单元为433无线模块。
服务器：发送针对目标标签的测距指令，配置对目标标签定位时，通信访问路径的访问起点UWB局域网单元、中间节点UWB局域网单元及访问终点UWB局域网单元，接收访问终点UWB局域网单元发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置，服务器(域控制器)负责发送接收通信访问路径的规划，和实施定位算法计算功能；
访问终点UWB局域网单元：接收所述测距指令对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据经通信访问路径传输至服务器。
数据经服务器存储至数据库。
服务器通过协议帧包含了路由表，配置通信访问路径，设定路由规则，控制器执行通信访问路径。
服务器对目标标签发送测距指令的通信访问路径节点与接收测距数据的通信访问路径节点相同。
上述室内定位的通信控制系统，具体包括：
1、UWB锚点(定位锚节点)；
2、UWB标签(目标标签)；
3、433-UWB控制器；(一个局域网含有一个控制器)
4、433无线模块(和控制器连接)；
5、服务器及其客户端组网。
为了简化路由的复杂程序，控制器将访问的路由表定义出来加入数据帧中，例如访问d网络的UWB数据，走向为a、b、d，a网络(UWB局域网)对b网络(UWB局域网)发起连接请求，b网络确认并将确认连接信息返给a网络，a网络再将针对目标标签位置的查询请求发送给b网络，如果b网络发现终点不是自己，他转发数据，以此类推，当到达目的地后，经UWB查询获取的标签和不同的锚点测距数据按照路由表原路返回给服务器(主机)，如d网络(UWB局域网)对b网络(UWB局域网)发起连接请求，b网络确认并将确认连接信息返给d网络，d网络再将所述测距数据发送给b网络，如果b网络发现终点不是自己，他转发数据，以此类推，直至到达服务器。路由表由服务器(主机)控制。
其中，独立空间的UWB局域网，在没有遮挡的独立空间中，在墙上布至少4个锚点，获取标签和四个锚点得距离可以计算出标签的具体坐标，他们和外部通信时通过控制器来协调。为了使控制器通用，控制器此时是不知道网络里面有哪些锚点地址和哪些标签地址的，所有都需要通过服务器告诉控制器。因此，以上433协议的有两种帧。
(1)初始化网络的433-UWB控制器(网关)，通过初始化网络的433-UWB控制器(网关)获取局域网内UWB锚点的id编码(地址编码)，服务器(主机)发送所述目标标签的测距指令后，相应控制器通过433无线模块收到指令后，控制器通过UWB信号依次控制标签和不同的锚点测距。
(2)将测距的数据返回给服务器，对标签进行定位。
本实施例提供了一种室内定位的通信控制方法，包括以下步骤：
S1、服务器配置对目标标签定位时的通信访问路径。其中，通信访问路径包括访问起点UWB局域网单元、中间节点UWB局域网单元及访问终点UWB局域网单元。
S2、服务器发送针对目标标签的测距指令，所述测距指令依据通信访问路径传输至访问终点，以供作为访问终点的UWB局域网单元对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据。
所述测距指令依据通信访问路径传输至访问终点包括：
S21、所述通信访问路径节点的控制器接收所述通信访问路径信息；
S22、所述控制器控制同通信区域的通讯单元将测距指令传输至访问终点。
作为访问终点的UWB局域网单元对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据包括：
访问终点UWB局域网单元的控制器基于所述测距指令通过UWB信号依次控制目标标签和不同的定位锚节点测距。
S3、服务器接收访问终点经通信访问路径发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置。
接收访问终点经通信访问路径发送的测距数据包括：
S31、所述通信访问路径节点的控制器接收所述通信访问路径信息；
S32、所述控制器控制同通信区域的通讯单元将测距指令传输至服务器。
服务器对目标标签发送测距指令的通信访问路径节点与接收测距数据的通信访问路径节点相同，通信访问方向相反。
实施例二
本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：
本实施例的访问e网络的UWB数据，走向为a、b、e，如果b发现终点不是自己，他转发数据，以此类推，当到达目的地后，按照路由表原路返回给服务器(主机)。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能。

Claims (11)

1.一种室内定位的通信控制系统，其特征是，包括：
服务器：发送针对目标标签的测距指令，配置对目标标签定位时的通信访问路径，接收访问终点发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置；
UWB局域网单元：由服务器根据目标标签确定作为通信访问路径节点的UWB局域网单元，其中，作为访问终点的UWB局域网单元接收所述测距指令对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据经通信访问路径传输至服务器。
2.根据权利要求1所述的室内定位的通信控制系统，其特征是，服务器对目标标签发送测距指令的通信访问路径节点与接收测距数据的通信访问路径节点相同，通信访问方向相反。
3.根据权利要求1或2所述的室内定位的通信控制系统，其特征是，
UWB局域网单元包括定位锚节点、控制器及通讯单元，定位锚节点数量至少为4个，控制器基于服务器配置的通信访问路径通过通讯单元与服务器和/或其他UWB局域网单元进行通信。
4.根据权利要求3所述的室内定位的通信控制系统，其特征是，UWB局域网单元的各定位锚节点不在同一直线上。
5.根据权利要求4所述的室内定位的通信控制系统，其特征是，通讯单元安装在所属UWB局域网单元的一个定位锚节点上。
6.根据权利要求5所述的室内定位的通信控制系统，其特征是，所述通讯单元为433无线模块。
7.一种室内定位的通信控制方法，其特征是，包括以下步骤：
配置对目标标签定位时的通信访问路径；
发送针对目标标签的测距指令，所述测距指令依据通信访问路径传输至访问终点，以供作为访问终点的UWB局域网单元对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据；
接收访问终点经通信访问路径发送的测距数据，并根据所述测距数据确定目标标签位置。
8.根据权利要求7所述的室内定位的通信控制方法，其特征是，对目标标签发送测距指令的通信访问路径节点与接收测距数据的通信访问路径节点相同，通信访问方向相反。
9.根据权利要求7所述的室内定位的通信控制方法，其特征是，所述测距指令依据通信访问路径传输至访问终点包括：
所述通信访问路径节点的控制器接收所述通信访问路径信息；
所述控制器控制同通信区域的通讯单元将测距指令传输至访问终点。
10.根据权利要求7所述的室内定位的通信控制方法，其特征是，作为访问终点的UWB局域网单元对位于所属通信区域的目标标签进行测距，获取的测距数据包括：
访问终点UWB局域网单元的控制器基于所述测距指令通过UWB信号依次控制目标标签和不同的定位锚节点测距。
11.根据权利要求7-10任一所述的室内定位的通信控制方法，其特征是，接收访问终点经通信访问路径发送的测距数据包括：
所述通信访问路径节点的控制器接收所述通信访问路径信息；
所述控制器控制同通信区域的通讯单元将测距指令传输至服务器。
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