CN108490397A - 定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及定位技术领域，具体涉及一种定位系统及方法，用于对定位终端进行定位，定位系统包括多个基站，基站通过设置第一控制器、声波接收器、第一电磁波同步电路以及第一通信模块，定位终端通过设置第二控制器、激励芯片、声波发送器、第二电磁波同步电路以及第二通信模块，以使定位系统能够对定位终端实现准确的定位。

Description

定位系统及方法

技术领域

本发明涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种定位系统及方法。

背景技术

现有的定位系统中，基站与定位终端之间，是通过带有TOF功能的IC芯片实现定位的，工作原理是计算无线电磁波在空中飞行的时间，测得距离。

经发明人研究发现，由于线电磁波传输速度很快，这对IC芯片和周边电路要求很高，定位精度也有限，因而现有的定位系统存在定位效果不佳的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种定位系统及方法，以有效避免定位效果不佳的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种定位系统，用于对定位终端进行定位，所述定位系统包括多个基站，所述基站包括第一控制器、声波接收器、第一电磁波同步电路以及第一通信模块，所述声波接收器、第一电磁波同步电路和第一通信模块分别与所述第一控制器电连接，所述第一通信模块关联有上位机，所述定位终端包括第二控制器、激励芯片、声波发送器、第二电磁波同步电路以及第二通信模块，所述激励芯片、声波发送器、第二电磁波同步电路以及第二通信模块分别与所述第二控制器电连接；

各所述基站的第一控制器分别通过对应的第一通信模块广播数据包，所述第二控制器在通过所述第二通信模块接收到一数据包时，生成标识信息并发送通过所述第二通信模块至发送该数据包的基站，该基站的第一控制器在通过所述第一通信模块接收到所述标识信息后，发送一带有标识的数据信息至所述定位终端及其他的基站，所述第二控制器在接收到所述带有标识的数据信息后控制所述激励芯片产生超声波信号并通过所述声波发送器发出所述超声波信号，以及通过所述第二电磁波同步电路向各所述基站发送同步信号，各所述基站的第一控制器根据对应的第一电磁波同步电路接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站到所述定位终端的距离，并通过对应的第一通信模块发送至所述上位机，以使所述上位机根据各所述基站到所述定位终端的距离得到所述定位终端的位置。

可选的，在上述定位系统中，所述基站还包括环境信息检测模块，所述环境信息检测模块分别与所述第一控制器电连接；

所述环境信息检测模块检测环境信息并发送至所述第一控制器，所述第一控制器根据所述环境信息、对应的第二电磁波同步电路接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到该第一控制器对应的基站与所述定位终端之间的距离。

可选的，在上述定位系统中，所述环境信息检测模块包括温度检测模块和湿度检测模块，所述温度检测模块和湿度检测模块分别与所述第一控制器电连接。

可选的，在上述定位系统中，所述基站包括供电端口，所述供电端口与所述第一控制器电连接，所述供电端口的电压输入范围为120VAC-500VAC。

可选的，在上述定位系统中，所述定位终端还包括蓄电池和充电接口，所述充电接口与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述第二控制器电连接。

可选的，在上述定位系统中，所述定位终端还包括电量检测电路以及报警器，所述电量检测电路和所述报警器分别与所述第二控制器电连接，所述第二控制器获取所述检测电路检测到所述蓄电池的电量，并在所述电量低于一设定值时控制所述报警器发出报警信号。

可选的，在上述定位系统中，所述第二控制器在所述蓄电池的电量低于所述设定值时，向各所述基站发送所述电量。

可选的，在上述定位系统中，所述定位终端还包括温度传感器，所述温度传感器与所述第二控制器电连接，所述第二控制器还用于获取所述温度传感器检测到的温度信息并发送至各所述基站。

本发明还提供一种定位方法，应用于上述的定位系统，所述方法包括：

各基站的第一控制器分别通过对应的第一通信模块广播数据包；

定位终端的第二控制器在通过第二通信模块接收到一数据包时，生成标识信息并发送通过所述第二通信模块至发送该数据包的基站；

该基站的第一控制器在通过对应的第一通信模块接收到所述标识信息后，发送一带有标识的数据信息至所述定位终端及其他的基站；

所述第二控制器在接收到所述带有标识的数据信息后控制所述激励芯片产生超声波信号并通过所述声波发送器发出所述超声波信号，以及通过所述第二电磁波同步电路向各所述基站发送同步信号；

各所述基站的第一控制器根据对应的第一电磁波同步电路接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站到所述定位终端的距离，并通过对应的第一通信模块发送至上位机，以使所述上位机根据各所述基站到所述定位终端的距离得到所述定位终端的位置。

本发明提供的一种定位系统及方法，用于对定位终端进行定位，定位系统包括多个基站，基站通过设置第一控制器、声波接收器、第一电磁波同步电路以及第一通信模块，定位终端通过设置第二控制器、激励芯片、声波发送器、第二电磁波同步电路以及第二通信模块，以使定位系统在对所述定位终端进行定位时，通过根据各基站的对应的第一电磁波同步电路接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站到所述定位终端的距离，以使所述上位机根据各所述基站到所述定位终端的距离得到所述定位终端的位置，以有效保证了所述定位终端的位置的准确性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的部分实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基站的连接框图。

图2为本发明实施例提供的一种定位终端的连接框图。

图3为本发明实施例提供的一种定位终端的另一连接框图。

图4为本发明实施例提供的一种定位方法的流程示意图。

图标：10-定位系统；20-上位机；100-基站；110-第一控制器；120-声波接收器；130-第一电磁波同步电路；140-第一通信模块；150-环境信息检测模块；200-定位终端；210-第二控制器；220-激励芯片；230-声波发送器；240-第二电磁波同步电路；250-第二通信模块；260-蓄电池；270-充电接口；280-电量检测电路；290-报警器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种定位系统，所述定位系统用于对定位终端200实现准确的定位，所述定位系统包括多个基站100。

所述基站100包括第一控制器110、声波接收器120、第一电磁波同步电路130以及第一通信模块140，所述声波接收器120、第一电磁波同步电路130和第一通信模块140分别与所述第一控制器110电连接，所述第一通信模块140关联有上位机20。

所述定位终端200包括第二控制器210、激励芯片220、声波发送器230、第二电磁波同步电路240以及第二通信模块250，所述激励芯片220、声波发送器230、第二电磁波同步电路240以及第二通信模块250分别与所述第二控制器210电连接。

所述定位系统在对所述定位终端200实现定位时，具体过程如下，各所述基站100的第一控制器110分别通过对应的第一通信模块140广播数据包，所述第二控制器210在通过所述第二通信模块250接收到一数据包时，生成标识信息并发送通过所述第二通信模块250至发送该数据包的基站100，该基站100的第一控制器110在通过所述第一通信模块140接收到所述标识信息后，发送一带有标识的数据信息至所述定位终端200及其他的基站100，所述第二控制器210在接收到所述带有标识的数据信息后控制所述激励芯片220产生超声波信号并通过所述声波发送器230发出所述超声波信号，以及通过所述第二电磁波同步电路240向各所述基站100发送同步信号，各所述基站100的第一控制器110根据对应的第一电磁波同步电路130接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器120在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站100到所述定位终端200的距离，并通过对应的第一通信模块140发送至所述上位机20，以使所述上位机20根据各所述基站100到所述定位终端200的距离得到所述定位终端200的位置。

通过上述设置以使定位系统在对所述定位终端200进行定位时，通过根据各基站100的对应的第一电磁波同步电路130接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站100到所述定位终端200的距离，以使所述上位机20根据各所述基站100到所述定位终端200的距离得到所述定位终端200的位置，以有效保证了所述定位终端200的位置的准确性。此外，以声波传输为主体，可有效避免的无线电磁波干扰，抗干扰能力强，且穿透效果好，超声波对固体有一定穿透能力，不会被金属遮挡物吸收，进而使得到的定位终端200的位置的准确性更高。

其中，所述第一控制器110和第二控制器210可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力，例如，可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。在此不作具体限定。

所述第一通信模块140和第二通信模块250可以是无线通信模块，可以实现通过高速802.11s自组网网络，并利用TCP/IP方式进行数据传输。所述第一电磁波同步电路130和第二电磁波同步电路240能够实现收发电磁波并准确记录接收或发送电磁波的时刻。

为进一步保障所述定位系统对所述定位终端200定位的准确性，可选的，在本实施例中，所述基站100还包括环境信息检测模块150，所述环境信息检测模块150分别与所述第一控制器110电连接。

所述环境信息检测模块150检测环境信息并发送至所述第一控制器110，所述第一控制器110根据所述环境信息、对应的第二电磁波同步电路240接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器120在接收到所述超声波信号的时刻得到该第一控制器110对应的基站100与所述定位终端200之间的距离。

通过上述设置以有效避免环境因素对所述定位系统造成的影响，进而进一步地提高了所述定位系统对所述定位终端200进行定位的准确性。

其中，所述环境信息检测模块150可以包括温度检测模块、湿度检测模块和/或粉尘检测模块。可选的，在本实施例中，所述环境信息检测模块150包括温度检测模块和湿度检测模块，所述温度检测模块和湿度检测模块分别与所述第一控制器110电连接。

可选的，在本实施例中，所述基站100包括供电端口，所述供电端口与所述第一控制器110电连接，所述供电端口与所述第一控制器110电连接，所述供电端口的电压输入范围为120VAC-500VAC。

可选的，为方便用户携带所述定位终端200，在本实施例中，所述第二控制器210、激励芯片220、声波发送器230、第二电磁波同步电路240以及第二通信模块250集成于一体，并设置于一壳体结构内。

请结合图3，为方便用户使用所述定位终端200，可选的，在本实施例中，所述定位终端200还包括蓄电池260和充电接口270，所述充电接口270与所述蓄电池260电连接，所述蓄电池260与所述第二控制器210电连接。

可选的，为进一步方便用户使用所述定位终端200，可选的，在本实施例中，所述定位终端200还包括电量检测电路280以及报警器290，所述电量检测电路280和所述报警器290分别与所述第二控制器210电连接，所述第二控制器210获取所述检测电路检测到所述蓄电池260的电量，并在所述电量低于一设定值时控制所述报警器290发出报警信号。

通过上述设置以在所述定位终端200的蓄电池260在电量即将耗尽时，可以有效提示用户，以对所述定位终端200中的蓄电池260进行充电。

其中，所述报警器290可以是声音报警器、光报警器或声光报警器，在此不作具体限定，例如，当所述报警器290为声音报警器时，该声音报警器可以是蜂鸣器，当该报警器290为光报警器时，该光报警器可以是LED灯。

可选的，在本实施例中，所述第二控制器210在所述蓄电池260的电量低于所述设定值时，向各所述基站100发送所述电量。

其中，所述上位机20还可以关联有用户终端，所述基站100还用于将所述电量发送至所述上位机20，以使所述上位机20能够向对应的用户终端发送所述电量以提示用户对所述定位终端200的蓄电池260进行充电。通过上述设置以进一步方便在所述定位终端200的蓄电池260在电量即将耗尽时，有效提示用户，以对所述定位终端200中的蓄电池260进行充电。

可选的，在本实施例中，所述定位终端200还包括温度传感器，所述温度传感器与所述第二控制器210电连接，所述第二控制器210还用于获取所述温度传感器检测到的温度信息并发送至各所述基站100。

通过上述设置以实现向所述上位机20发送所述温度信息，以使所述上位机20在所述温度信息中包括的温度值大于一预设值时向对应的用户终端发送所述温度信息，以提示用户，以实现对所述定位终端200的定位的基础上实现对所述定位终端200的管理。

请结合图4，在上述基础上，本发明还提供一种定位方法，所述定位方法应用于上述的定位系统，所述定位方法包括：

步骤S110：各基站100的第一控制器110分别通过对应的第一通信模块140广播数据包。

步骤S120：定位终端200的第二控制器210在通过第二通信模块250接收到一数据包时，生成标识信息并发送通过所述第二通信模块250至发送该数据包的基站100。

步骤S130：该基站100的第一控制器110在通过对应的第一通信模块140接收到所述标识信息后，发送一带有标识的数据信息至所述定位终端200及其他的基站100。

步骤S140：所述第二控制器210在接收到所述带有标识的数据信息后控制所述激励芯片220产生超声波信号并通过所述声波发送器230发出所述超声波信号，以及通过所述第二电磁波同步电路240向各所述基站100发送同步信号。

步骤S150：各所述基站100的第一控制器110根据对应的第一电磁波同步电路130接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站100到所述定位终端200的距离，并通过对应的第一通信模块140发送至上位机20。以使所述上位机20根据各所述基站100到所述定位终端200的距离得到所述定位终端200的位置。

综上，本发明提供的一种定位系统及方法，用于对定位终端100进行定位，所述定位系统包括多个基站100。所述基站100通过设置第一控制器110、声波接收器120、第一电磁波同步电路130以及第一通信模块140，定位终端200通过设置第二控制器210、激励芯片220、声波发送器230、第二电磁波同步电路240以及第二通信模块250，以使定位系统在对所述定位终端200进行定位时，通过根据各基站100的对应的第一电磁波同步电路130接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器120在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站100到所述定位终端200的距离，以使所述上位机20根据各所述基站100到所述定位终端200的距离得到所述定位终端200的位置，以有效保证了所述定位终端200的位置的准确性。此外，以声波传输为主体，可有效避免的无线电磁波干扰，抗干扰能力强，且穿透效果好，超声波对固体有一定穿透能力，不会被金属遮挡物吸收，进而使得到的定位终端200的位置的准确性更高。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种定位系统，用于对定位终端进行定位，其特征在于，所述定位系统包括多个基站，所述基站包括第一控制器、声波接收器、第一电磁波同步电路以及第一通信模块，所述声波接收器、第一电磁波同步电路和第一通信模块分别与所述第一控制器电连接，所述第一通信模块关联有上位机，所述定位终端包括第二控制器、激励芯片、声波发送器、第二电磁波同步电路以及第二通信模块，所述激励芯片、声波发送器、第二电磁波同步电路以及第二通信模块分别与所述第二控制器电连接；

各所述基站的第一控制器分别通过对应的第一通信模块广播数据包，所述第二控制器在通过所述第二通信模块接收到一数据包时，生成标识信息并发送通过所述第二通信模块至发送该数据包的基站，该基站的第一控制器在通过所述第一通信模块接收到所述标识信息后，发送一带有标识的数据信息至所述定位终端及其他的基站，所述第二控制器在接收到所述带有标识的数据信息后控制所述激励芯片产生超声波信号并通过所述声波发送器发出所述超声波信号，以及通过所述第二电磁波同步电路向各所述基站发送同步信号，各所述基站的第一控制器根据对应的第一电磁波同步电路接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站到所述定位终端的距离，并通过对应的第一通信模块发送至所述上位机，以使所述上位机根据各所述基站到所述定位终端的距离得到所述定位终端的位置。

2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述基站还包括环境信息检测模块，所述环境信息检测模块分别与所述第一控制器电连接；

所述环境信息检测模块检测环境信息并发送至所述第一控制器，所述第一控制器根据所述环境信息、对应的第二电磁波同步电路接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到该第一控制器对应的基站与所述定位终端之间的距离。

3.根据权利要求2所述的定位系统，其特征在于，所述环境信息检测模块包括温度检测模块和湿度检测模块，所述温度检测模块和湿度检测模块分别与所述第一控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述基站包括供电端口，所述供电端口的电压输入范围为120VAC-500VAC。

5.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述定位终端还包括蓄电池和充电接口，所述充电接口与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述第二控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的定位系统，其特征在于，所述定位终端还包括电量检测电路以及报警器，所述电量检测电路和所述报警器分别与所述第二控制器电连接，所述第二控制器获取所述检测电路检测到所述蓄电池的电量，并在所述电量低于一设定值时控制所述报警器发出报警信号。

7.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述第二控制器在所述蓄电池的电量低于所述设定值时，向各所述基站发送所述电量。

8.根据权利要求6所述的定位系统，其特征在于，所述定位终端还包括温度传感器，所述温度传感器与所述第二控制器电连接，所述第二控制器还用于获取所述温度传感器检测到的温度信息并发送至各所述基站。

9.一种定位方法，应用权利要求1-8任意一项所述的定位系统，其特征在于，所述方法包括：

各基站的第一控制器分别通过对应的第一通信模块广播数据包；

定位终端的第二控制器在通过第二通信模块接收到一数据包时，生成标识信息并发送通过所述第二通信模块至发送该数据包的基站；

该基站的第一控制器在通过对应的第一通信模块接收到所述标识信息后，发送一带有标识的数据信息至所述定位终端及其他的基站；

所述第二控制器在接收到所述带有标识的数据信息后控制所述激励芯片产生超声波信号并通过所述声波发送器发出所述超声波信号，以及通过所述第二电磁波同步电路向各所述基站发送同步信号；各所述基站的第一控制器根据对应的第一电磁波同步电路接收到的同步信号的时刻以及对应的声波接收器在接收到所述超声波信号的时刻得到各所述基站到所述定位终端的距离，并通过对应的第一通信模块发送至上位机，以使所述上位机根据各所述基站到所述定位终端的距离得到所述定位终端的位置。