CN110891331A - 一种定位网关和定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定位网关和定位方法，定位网关包括：具有密封结构的壳体，设置在壳体第一侧面内侧的三角形阵列天线，设置在与第一侧面相对的第二侧面内侧的微控制器单元MCU主控板，三角形阵列天线与MCU主控板通过导线连接；三角形阵列天线，用于接收终端发送的入射波信号数据，并通过导线将入射波信号数据传输给MCU主控板；MCU主控板，用于根据入射波信号数据对终端进行定位。本实施方式中的定位网关包括密封壳体、三角形阵列天线和MCU主控板，并且三角形阵列天线是设置在具有密封结构的壳体内，因此本实施方式的定位网关不仅结构简单降低了定位成本而且由于是密封结构，因此降低了由于环境的影响而造成的损坏。
Description
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种定位网关和定位方法。
背景技术
现有技术中所采用的定位方法通常包括射频识别(Radio FrequencyIdentification，RFID)定位、无线保真(WIreless FIdelity，WIFI)定位和超宽带定位等，并且超宽带定位技术由于其定位精度高得到广泛的应用。
发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：超宽带定位虽然定位精度高，但定位装置结构复杂，定位天线往往裸露在环境中，从而造成定位装置成本高并且容易受环境的影响而增加了损坏率，因此降低了用户的体验效果。
发明内容
本发明提供了一种定位网关和定位方法，以实现定位成本的减少以及定位损坏率的降低。
第一方面，本发明实施例提供了一种定位网关，包括：具有密封结构的壳体，设置在壳体第一侧面内侧的三角形阵列天线，设置在与第一侧面相对的第二侧面内侧的微控制器单元MCU主控板，阵列天线与MCU主控板通过导线连接；
阵列天线，用于接收终端发送的入射波信号数据，并通过导线将入射波信号数据传输给MCU主控板；
MCU主控板，用于根据入射波信号数据对终端进行定位。
第二方面，本发明实施例还提供了一种定位方法，包括：接收终端发送的入射波信号数据；
根据入射波信号数据确定入射波与三角形阵列天线的入射角；
根据入射角对终端进行定位。
本发明实施例提供了一种定位网关和定位方法，本实施方式中的定位网关包括密封壳体、三角形阵列天线和MCU主控板，并且三角形阵列天线是设置在具有密封结构的壳体内，因此本实施方式的定位网关不仅结构简单降低了定位成本，而且由于是密封结构因此降低了由于环境的影响而造成的损坏。
附图说明
结合附图并参考以下具体实施方式，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
图1(a)是本发明实施例一提供的定位网关的结构示意图；
图1(b)是本发明实施例一的三角形阵列天线中偶极天线的分布示意图；
图2(a)是本发明实施例二提供的定位方法的流程示意图；
图2(b)是本发明实施例二中入射波与三角形阵列天线的入射角的示意图；
图2(c)是本发明实施例二中终端的位置确定示意图；
图3是本发明实施例三中的定位装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的实施例。虽然附图中显示了本发明的某些实施例，然而应当理解的是，本发明可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是，本发明的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本发明的保护范围。
应当理解，本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
实施例一
图1(a)是本发明实施例提供的定位网关的结构示意图，包括具有密封结构的壳体10，设置在壳体10第一侧面11内侧的三角形阵列天线111，设置在与第一侧面11相对的第二侧面12内侧的微控制器单元((Microcontroller Unit，MCU)主控板121，三角形阵列天线111与MCU主控板121通过导线13连接；三角形阵列天线111，用于接收终端发送的入射波信号数据，并通过导线13将入射波信号数据传输给MCU主控板121；MCU主控板121，用于根据入射波信号数据对终端进行定位。
可选的，三角线阵列天线111包括6个偶极天线，6个偶极天线以轴对称方式排列。
具体的说，如图1(b)所示为本实施方式中三角形阵列天线111中的偶极天线的分布示意图，其中，115表示一个偶极天线，并且在三角形的两个边上分别设置3个偶极天线，6个偶极天线以轴对称的方式在三角形的两个边上进行排列分布。本实施方式中是以偶极天线为例进行的说明，但并不限定三角形阵列天线中天线的具体类型，对于其它能够接收终端入射波信号的数据也是在本申请的保护范围内的，本申请实施方式中不再进行赘述。
可选的，定位网关还包括印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)114，三角形阵列天线111设置在PCB 114上。
可选的，导线包括射频线缆。
具体的说，本实施方式中的第一侧面11具体可以是具有密封结构的壳体10的上壳体，第二侧面12具体可以是具有密封结构的壳体10的下壳体，由于第一侧面11和第二侧面12是相对的两个面，在空间上是相互分离的，所以通过射线线缆可以实现将设置在两个相互分离的侧面上的元件结构进行导通，即实现将三角形阵列天线采集的终端的入射波信号数据传输给MCU主控板121中，当然，本实施方式中仅是以射频线缆为例进行的举例说明，而本实施方式中并不限定导线的具体类型，只要能够实现入射波信号数据的传输都是在本申请的保护范围内的。
可选的，PCB 114上还设置有连接器113，连接器113用于将三角线阵列天线111和射频线缆连接。
可选的，射频线缆13包括第一连接端和第二连接端，其中，射频线缆13的第一连接端与连接器113连接，射频线缆13的第二连接端与MCU主控板121连接。
可选的，PCB 114上还设置有开关112，开关112与三角形阵列天线111和连接器113连接。
具体的说，在需要进行终端定位的情况下，通过开启开关112可以将入射波信号数据传输给MCU主控板121，MCU主控板121根据接收的数据通过计算确定终端的位置。而在不需要进行终端定位的情况下，通过关闭开关，减少MCU主控板121所接收的数据容量，从而减少MCU主控板121的数据处理压力。
需要说明的是，本实施方式中的开关112的数量具体可以是三个，在图1(a)中并没有进行标记，每一个开关分别控制两个偶极天线的入射波数据的传入，从而可以根据实际计算情况通过开关的选择，将所选择的偶极天线所接入的入射波信号数据进行接入。当然，本实施方式仅是举例进行说明，而并不限定开关112的具体数量，只要不大于偶极天线的数量都是在本申请的保护范围之内的，本申请实施方式中并不进行限定。
本发明实施例提供了一种定位网关，本实施方式中的定位网关包括密封壳体、三角形阵列天线和MCU主控板，并且三角形阵列天线是设置在具有密封结构的壳体内，因此本实施方式的定位网关不仅结构简单降低了定位成本，而且由于是密封结构因此降低了由于环境的影响而造成的损坏。
实施例二
图2(a)是本发明实施例提供的定位方法的流程示意图，本实施例可适用于对终端进行定位的情况，该方法可以由上述实施例所提供的定位网关来执行。本发明实施例的方法具体包括：
步骤101，接收终端发送的入射波信号数据。
具体的说，本实施方式中的终端是通过单个天线向定位网关发送入射波信号数据，定位网关中包括三角线阵列天线，而三角形阵列天线包括6个偶极天线，6个偶极天线以轴对称方式排列，并且每个偶极天线都会获取到终端所发送的入射波信号数据。
步骤102，根据入射波信号数据确定入射波与三角形阵列天线的入射角。
可选的，入射波信号数据中包括相位差；根据入射波信号数据确定入射波与三角形阵列天线的入射角，可以包括：根据相位差和已知的任意两个天线的距离，确定出三角线阵列天线中每一个天线的入射角。
具体的说，由于三角形阵列天线中包括多个偶极天线，因此MCU控制板会获取到每一个天线的入射角，任取三角形阵列天线中两个偶极天线，例如，分别为天线1和天线2，天线1和天线2之间的距离d是已知的，如图2(b)所示，表示入射波与三角线阵列天线中的天线1和天线2的入射角的示意图，并且可以根据如下公式(1)进行计算获得天线1和天线2的入射角
其中，θ表示天线1或天线2的入射角，λ表示入射波的波长，d表示天线1和天线2之间的距离，
表示相位差。
步骤103，根据入射角对终端进行定位。
可选的，根据入射角对终端进行定位，包括：根据每一个天线的入射角确定出每一个天线的方向角和仰角；根据每一个天线的方向角和仰角确定出每一个天线所对应的3D半平面；确定任意两个天线所对应的3D半平面的交点；根据交点确定出终端的位置。
具体的说，在本实施方式中，建立空间xoy坐标系，根据每一个天线的入射角确定出每一个天线的方向角和仰角，方向角表示入射角投射到xy平面所得到的角度，仰角表示入射角投射到xz平面所得到的角度，根据每一个天线的方向角所确定的射线以及仰角所确定的射线可以确定出一个3D半平面，任取两个天线所对应的3D半平面的交点，根据交点确定出终端的位置，如图2(c)所示，由天线1的方向角1和仰角1可以确定出第一个3D半平面，由天线2的方向角2和仰角2可以确定出第二个3D半平面，两个3D半平面的交点A即为终端所位于的位置。
需要说明的是，因为定位网关中三角形阵列天线中包含6个偶极天线，由于任取两个天线可以确定出一个终端的位置，可以将6个天线每2个为一组，从而可以确定出三个位置，例如为A1、A2和A3，计算三个位置的平均值，将计算所获得的结果作为终端的位置，从而提高了终端定位的准确性。
本发明实施例提供了一种定位方法，通过接收终端发送的入射波信号数据，可以确定出入射波与三角形阵列天线的入射角，并根据入射角对终端进行定位，从而定位过程更加简单，并且提高了终端定位的精确度和效率。
实施例三
图3所示是本发明实施例三提供的定位装置的结构示意图。该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成在计算机设备中。如图3所示，装置包括：入射波信号数据获取模块301、入射角确定模块302和定位模块303。
其中，入射波信号数据获取模块301，用于接收终端发送的入射波信号数据；
入射角确定模块302，用于根据入射波信号数据确定入射波与三角形阵列天线的入射角；
定位模块303，用于根据入射角对终端进行定位。
本实施例提供的定位装置用于实现本申请的定位方法，本实施例提供的定位装置实现原理和技术效果与本申请的定位方法的类似，此处不再赘述。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其它等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种定位网关，其特征在于，包括：具有密封结构的壳体，设置在所述壳体第一侧面内侧的三角形阵列天线，设置在与所述第一侧面相对的第二侧面内侧的微控制器单元MCU主控板，所述三角形阵列天线与所述MCU主控板通过导线连接；
所述三角形阵列天线，用于接收终端发送的入射波信号数据，并通过所述导线将所述入射波信号数据传输给所述MCU主控板；
所述MCU主控板，用于根据所述入射波信号数据对所述终端进行定位。
2.根据权利要求1所述的定位网关，其特征在于，所述三角线阵列天线包括6个偶极天线，所述6个偶极天线以轴对称方式排列。
3.根据权利要求1所述的定位网关，其特征在于，所述定位网关还包括印刷电路板PCB，所述三角形阵列天线设置在所述PCB上。
4.根据权利要求3所述的定位网关，其特征在于，所述导线包括射频线缆。
5.根据权利要求4所述的定位网关，其特征在于，所述PCB上还设置有连接器，所述连接器用于将所述三角线阵列天线和所述射频线缆连接。
6.根据权利要求5所述的定位网关，其特征在于，所述射频线缆包括第一连接端和第二连接端，其中，所述射频线缆的第一连接端与所述连接器连接，所述射频线缆的第二连接端与所述MCU主控板连接。
7.根据权利要求5所述的定位网关，其特征在于，所述PCB上还设置有开关，所述开关与所述三角形阵列天线和所述连接器连接。
8.一种定位方法，应用于权利要求1至7任一所述的定位网关，包括：
接收终端发送的入射波信号数据；
根据所述入射波信号数据确定入射波与三角形阵列天线的入射角；
根据所述入射角对所述终端进行定位。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述入射波信号数据中包括相位差；
所述根据所述入射波信号数据确定入射波与三角形阵列天线的入射角，包括：
根据所述相位差和已知的任意两个天线的距离，确定出所述三角线阵列天线中每一个天线的入射角。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述入射角对所述终端进行定位，包括：
根据每一个天线的入射角确定出所述每一个天线的方向角和仰角；
根据所述每一个天线的方向角和所述仰角确定出每一个天线所对应的3D半平面；
确定任意两个天线所对应的所述3D半平面的交点；
根据所述交点确定出所述终端的位置。
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