CN112414412A - 一种电子价签室内定位系统及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子价签室内定位系统及定位方法，为解决电子价签的室内定位，商品定位，商品存储，防盗等功能而开发，包括电子价签、AP+、基站和价签服务器，由价签服务器发出定位命令，通过基站把定位命令转发给若干个AP+，多个AP+依次把定位命令转发出去给电子价签，每个电子价签依次接收多个AP+发送的定位命令信号，并测量该信号的强度值，价签服务器通过访问获取电子价签上信号强度数值，通过计算转化为电子价签到各AP+之间距离，然后转换成坐标数值，通过坐标数值推送给后台系统，实现对电子价签的定位和管理；同时电子价签上设置有温度传感器和电量测量模块，价签服务器能获得电子价签电量和周围环境温度。

Description

一种电子价签室内定位系统及定位方法

技术领域

本发明涉及零售智能电子设备领域，尤其涉及一种电子价签室内定位系统及定位方法。

背景技术

电子价签已越来越广泛应用于超市、便利店等显示货品价格信息，相比纸质价签具有改动价签信息方便快速，同时大大减少人工操作，节省了大量纸张。但传统的电子价签在室内无法做到精确定位，这对电子价签的管理带来极大不便，无法快速查找到相应电子价签，也容易造成电子价签的丢失，而且现有电子价签的功能极为单一，无法满足需求。

因此，设计一种能给电子价签进行室内精确定位系统及定位方法实为必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题，提出一种可在室内进行定位的电子价签系统及定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电子价签室内定位系统，用于对室内的电子标签进行定位，包括价签服务器、基站、无线信号扩充器(AP+)和电子价签，其中：

价签服务器，用于对所述基站、无线信号扩充器和电子价签进行设备管理，发送定位请求指令，计算定位数据，设备管理为价签服务器存储硬件的相关信息，包括网关的地址、无线信号扩充器的地址、电子价签的地址，以及作为定位参考点的无线信号扩充器的坐标值，以及网关、无线信号扩充器、电子价签之间的绑定关系；

基站，所述价签服务器通过基站与无线信号扩充器和电子价签进行通讯，传输指令和数据；

无线信号扩充器，用于发射无线定位信号，所述无线信号扩充器所在位置为定位参考点；

电子价签，用于测量定位信号强度，并将定位信号强度值传送回价签服务器；

所述电子价签通过接收无线信号扩充器发送的定位信号，测量该无线信号的强度，并将定位信号强度值传送给价签服务器，通过价签服务器计算出电子价签在电子地图中的坐标位置。

优选地，所述电子价签具有无线信号强度测量模块，用于对无线定位信号的强度进行测量，获得定位信号强度值，并传输至价签服务器采集比对。

优选地，所述电子价签设置有温度测量模块，用于测量电子价签周围温度，获得温度值，并传输至价签服务器采集比对，使价签服务器获得室内各区域温度，有利于控制调整温度。

优选地，所述电子价签设置有电量测量模块，用于测量电子价签的电量，并将所述电量值传输至价签服务器采集比对，使价签服务器获得电子价签电量情况并进行相应处理。

优选地，所述电子价签工作状态分为睡眠和监听状态，所述电子价签在监听状态时接收信号和发射数据，所述电子价签在睡眠状态时不工作，睡眠状态减小了电子价签的功耗，提高了电池续航能力。

一种电子价签室内定位方法，包括如下步骤：

步骤1、在室内场地布置无线信号扩充器，并进行分组，生成电子地图；

步骤2、价签服务器向基站发送电子价签定位请求指令；

步骤3、所述基站根据价签服务器预设间隔时间和循环次数，依次分时向各个无线信号扩充器发送所述电子价签定位请求指令，并进行指定次数循环；

步骤4、所述无线信号扩充器收到基站的电子价签定位请求指令后，其在预设时间内广播带有该无线信号扩充器地址的定位信号，所述电子价签在收到该无线信号扩充器的定位信号后，测量该无线信号的强度，在测量无线信号扩充器多次循环广播定位信号后，计算并保存所测量的平均定位信号强度值；

步骤5、当所有无线信号扩充器依次广播完成后，价签服务器发出访问电子价签指令，通过基站将指令发送给电子价签，电子价签将保存的测量定位信号强度值通过基站传送给价签服务器；

步骤6、所述价签服务器根据每个电子价签测量到的定位信号强度值，通过计算转化为电子价签与无线信号扩充器之间距离，然后根据距离计算出电子价签在电子地图中的坐标位置。

优选地，所述步骤1进一步包括如下步骤：

步骤11、在室内场地合适位置设置若干个无线信号扩充器；

步骤12、测量每个无线信号扩充器所在位置的坐标值，将无线信号扩充器的坐标值导入价签服务器的电子地图中；

步骤13、并对若干个无线信号扩充器进行分组，每组至少设置三个无线信号扩充器，将分组信息导入电子地图；

步骤14、将网关的地址、无线信号扩充器的地址、电子价签的地址导入电子地图。

优选地，所述定位信号强度值包括：电子价签测量到无线信号扩充器的定位信号的强度、无线信号扩充器地址和电子价签地址，在定位信号强度值中加入无线信号扩充器地址和电子价签地址，使价签服务器在计算时能分辨该信号是由那个无线信号扩充器发射和那个电子价签接收，从而计算出该电子价签坐标值。

优选地，包括测定电子价签温度指标的步骤：

步骤1、所述电子价签在空闲时，以设定的时间间隔通过温度测量模块测量周围环境温度，并保存测量数值；

步骤2、所述价签服务器发出获取温度指令，通过基站进行广播；

步骤3、所述电子价签在接收到获取温度指令后，将所保存的温度数值通过基站传送给价签服务器；

步骤4、所述价签服务器对收到的温度数据进行比对，若比对超出设定温度值，则发出报警。

优选地，包括测定电子价签电量指标的步骤：

步骤1、所述电子价签在空闲时，以设定的时间间隔通过电量测量模块测量电子价签的电量，并保存测量数值；

步骤2、所述价签服务器发出获取电量指令，通过基站传输至无线信号扩充器进行广播；

步骤3、所述电子价签在接收到获取电量指令后，将所保存的电量数值通过无线信号扩充器和基站传送给价签服务器；

步骤4、所述价签服务器对收到的电量数据进行比对，若比对低于设定电量值，则发出报警。

本发明的有益效果在于：

(1)设定无线信号扩充器的位置，通过无线信号扩充器发射定位信号，电子价签接收定位信号后测量定位信号强度值，通过该定位信号强度值计算出电子价签的具体坐标值；

(2)电子价签仅测量无线信号的强度、温度、电量的数值，并将数值传输至价签服务器，由价签服务器进行计算得到相应后台数据，从而简化了电子价签，降低了成本，提高了续航时间；

(3)电子价签增设温度测量模块和电量测量模块，使价签服务器能获取室内场地的温度和电子价签的电量，更有利于管理。

附图说明

图1是本发明电子价签室内定位系统的定位系统实施例一示意图；

图2是本发明电子价签室内定位系统的定位系统实施例二示意图。

图3是本发明电子价签室内定位系统的电子价签电路框图；

图4是本发明电子价签室内定位系统的定位方法示意图；

图5是本发明电子价签室内定位系统的定位时序示意图；

图6是本发明电子价签室内定位系统的温度测量示意图；

图7是本发明电子价签室内定位系统的电量测量示意图；

图8是本发明电子价签室内定位系统的电子地图示意图

图中，1为无线信号扩充器(AP+)，2为电子价签，21为无线信号强度测量模块、22为温度测量模块、23为电量测量模块、24为电池、25为接收天线、26为电子屏，3为基站，4为价签服务器。

具体实施方式

下面将结合附图和具体的实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

参照图1-2所示，本发明提供的一种电子价签室内定位系统，用于对室内的电子标签2进行定位，包括无线信号扩充器(AP+)1、电子价签2、基站3和价签服务器4。

无线信号扩充器1，用于发射无线定位信号，设定各所述无线信号扩充器1所在位置为定位参考点；

电子价签2，用于测量定位信号强度，并将定位信号强度值传送回价签服务器4；

基站3，所述价签服务器4通过基站3与无线信号扩充器1和电子价签2进行通讯，传输指令和数据；

价签服务器4，用于对所述基站3、无线信号扩充器1和电子价签2进行设备管理，发送定位请求指令，计算定位数据，设备管理为价签服务器4存储硬件的相关信息，包括网关3的地址、无线信号扩充器1的地址、电子价签2的地址，以及作为定位参考点的无线信号扩充器1的坐标值，以及网关3、无线信号扩充器1、电子价签2之间的绑定关系；

所述电子价签2通过接收无线信号扩充器1发送的定位信号，签接收到定位信号后，测量该无线信号的强度，并将定位信号强度值传送给价签服务器4，通过价签服务器4计算出电子价签在电子地图中的坐标位置。

参照图1所示实施例一，为本发明最基础定位系统，仅设置一组无线信号扩充器1，至少包括三个无线信号扩充器1，利用三点定位方法，以无线信号扩充器1作为参照点，测量和计算每个电子价签2到无线信号扩充器1的距离，从而结算得到电子价签坐标值。

参照图2所示实施例二，由于所述电子价签2接收和发送无线信号距离的限制，根据室内场地的大小、形状不同，需要增设多个无线信号扩充器1，并对其进行分组，每组负责不同的区域和相应的电子价签2,每组中至少包括三个无线信号扩充器1，利用三点定位方法，以无线信号扩充器1作为参照点，测量和计算每个电子价签2到无线信号扩充器1的距离，从而结算得到电子价签坐标值。

参照图3，所述电子价签2包括处理器20以及分别与之连接的无线信号强度测量模块21、温度测量模块22、电量测量模块23、电池24、接收天线25、电子屏26。

其中，处理器20用于接收指令并驱动控制各模块的工作过程；

无线信号强度测量模块21，用于对无线定位信号的强度进行测量，获得定位信号强度值，并传输至价签服务器4采集比对。

温度测量模块22，用于测量电子价签周围温度，获得温度值，并传输至价签服务器4采集比对，使价签服务器4获得室内各区域温度，特别是冷冻货品周围区域的温度，当某区域温度值超出设定范围，将进行提示报警，从而能快速对环境温度进行调整。

电量测量模块23，用于测量电子价签的电量，并将所述电量值传输至价签服务器4采集比对，价签服务器4进行比对计算后得到电子价签2的电量，当电子价签2电量低于设定值时，进行提示警报。通过对电子价签2定位，可以快速找到相应电子价签2并进行充电，避免了电子价签2失效。

电池24用于对电子价签2进行供电管理，接收天线25，用于接收控制指令或发送数据，与价签服务器进行通讯。电子屏26用于显示商品的价格信息等。

参照图3和图5，所述电子价签2工作状态分为睡眠和监听状态，由电子价签2中处理器20产生相应睡眠和监听时钟周期，所述电子价签2在监听周期时触发运作，接收指令或发射数据，当进入睡眠周期时，电子价签2将暂停无线信号强度测量模块21、温度测量模块22和电量测量模块23的工作，从而减小了工作电流，并延长续航时间，每个电子价签2都有各自的睡眠和监听的触发周期，使得各个电子价签2监听触发信号交错开，使上传数据给价签服务器4时间错开，大大减少了传输中出现通讯信道堵塞。

参照图4-图6，一种电子价签室内定位方法，包括如下步骤：

步骤1、在室内场地布置无线信号扩充器1，并进行分组，生成电子地图；

步骤2、价签服务器4向基站3发送电子价签定位请求指令；

步骤3、由于所述若干无线信号扩充器1与电子价签2之间通讯采用同一信道，为了防止相互干扰，无线信号扩充器1采用分时方式进行广播，基站3接收价签到服务器4的定位请求指令后，将按预置的无线信号扩充器1的分组信息，触发第一组的第一个无线信号扩充器1在预设时间内向电子价签2广播定位请求指令，预设广播时间长度为当该无线信号扩充器1广播时间结束后，立即触发下一个无线信号扩充器1广播定位请求指令，直到同一组所有无线信号扩充器1广播结束后，返回组内第一个无线信号扩充器1进行循环广播，每一个无线信号扩充器1分组循环广播一个固定的预设时间长度，经过一个无线信号扩充器1分组时间长度后，切换至下一个无线信号扩充器1分组进行触发，直到每一个无线信号扩充器1分组都完成对电子价签2的广播，每组无线信号扩充器1的广播时间长度为150ms，循环次数由价签服务器设定，确保每个电子价签2接收到足够的定位请求指令，电子价签2接收到每无线信号扩充器1一定次数的定位请求指令，之后再收到同一无线信号扩充器1的定位请求指令直接忽略；

基站发送给无线信号扩充器1的定位信号指令：

无线信号扩充器地址

定位序数

广播次数

步骤4、所述无线信号扩充器1收到基站3的电子价签2定位请求指令后，其在预设时间内广播带有该无线信号扩充器1地址的定位信号，所述电子价签2在收到该无线信号扩充器1的定位信号后，测量该无线信号的强度，电子价签2在同组无线信号扩充器1发射周期内，会收到同组中每个无线信号扩充器1的多次定位信号，处理器20将分别对每个无线信号扩充器1的多次定位信号强度值进行计算，求得的定位信号强度值的平均值并进行保存，定位信号强度值为八位数记录，数值越大则标示信号越强；

无线信号扩充器发送给电子价签的定位信号：

无线信号扩充器地址

定位序数

步骤5、当所有无线信号扩充器1依次广播完成后，价签服务器4发出访问电子价签指令，通过基站3将指令发送给电子价签2，电子价签2将保存的测量定位信号强度值通过基站2传送给价签服务器4；

访问电子价签指令：

电子价签地址

动作类型

属性数量

属性序号列表

动作类型为访问电子价签。

电子价签返回定位信号强度值：

电子价签地址

动作类型

属性数量

属性序号列表

动作类型为发送定位信号强度值。

属性序号列表结构：

属性序号

属性数据长度

属性数据内容

属性数据内容结构：

AP+地址1

定位信号强度值1

AP+地址2

定位信号强度值2

AP+地址3

定位信号强度值3

步骤6、所述价签服务器4根据收到的每个电子价签2测量到的定位信号强度值，通过选取其中三个最大的定位信号强度值进行运算，通过计算得出电子价签2到这三个无线信号扩充器1的距离，首先取其中两个最近距离，设置一定的误差范围计算可能存在的交点，若存在交点，验证到第三个无线信号扩充器参考点1的距离是否在接收的误差范围内，若在则该点作为电子价签2的定位点；若不存在交点或与第三个无线信号扩充器1参考点的距离超出误差范围，则再取其它两个无线信号扩充器1参考点计算，直至电子价签2上报的三个无线信号扩充器都两两计算，并得到电子价签2的定位点。得出电子价签2在电子地图中的坐标位置。

定位信号强度值转换成距离公式：

d＝10^((RSSI-A)/(10*n))

d-电子价签与无线信号扩充器之间距离

RSSI-定位信号强度值

A–发射端和发射端相隔1米时的信号强度

n-环境衰减因子

其中A及n通过实验测算得出。

所述步骤1中，包括无线信号扩充器的初始定位，具体包括如下步骤：

步骤11、在室内场地布置无线信号扩充器1，所述无线信号扩充器1布设位置和间距将考虑电子价签2的接收信号和发送数据距离，由于信号强度随着发射端与接收端的距离的增大而减小，二者之间的距离越远，单位距离内信号强度减小的速度越慢。电子价签2与无线信号扩充器1之间距离在一定范围内，信号强度随着距离变化的变动相对较大，一般设置同一组内的两个无线信号扩充器1之间的距离在10～20米范围以内；

步骤12、测量每个无线信号扩充器1所在位置的坐标值，将无线信号扩充器1的坐标值导入价签服务器的电子地图中；

步骤13、由于电子价签2接收和发送无线信号距离的限制，根据室内场地的大小、形状不同，对若干个无线信号扩充器1进行分组，每组至少设置三个无线信号扩充器，将分组信息导入电子地图；

步骤14、将网关3的地址、无线信号扩充器1的地址、电子价签2的地址导入电子地图。

所述定位信号强度值包括：电子价签2测量到无线信号扩充器的定位信号的强度、无线信号扩充器地址和电子价签地址，在定位信号强度值中加入无线信号扩充器地址和电子价签地址，使价签服务器4在计算时能分辨该信号是由那个无线信号扩充器1发射和那个电子价签2接收，从而计算出该电子价签2坐标值。

参照图6，包括测定电子标签温度指标的步骤：

步骤1、所述电子价签2在空闲时，以设定的时间间隔通过温度测量模块22测量周围环境温度，并保存测量数值；

步骤2、所述价签服务器4发出获取温度指令，通过基站3传输至无线信号扩充器1进行广播；

步骤3、所述电子价签2在接收到获取温度指令后，将所保存的温度数值通过无线信号扩充器1和基站3传送给价签服务器4；

步骤4、所述价签服务器4对收到的温度数据进行比对，若比对超出设定温度值，则发出报警；电子价签2按货品摆放需求设置在室内各个位置，而在电子价签2中增设温度测量，并很好的结合定位功能，监控室内各个位置的温度是否超出设定温度，并确切知道那个具体地址位置的温度出现异常，极大方便了对环境温度的控制，解决现有货场中对温度无法定点精密控制问题。

参照图7，包括测定电子标签电电量指标的步骤：

步骤1、所述电子价签2在空闲时，以设定的时间间隔通过电量测量模块23测量电子价签的电量，并保存测量数值；

步骤2、所述价签服务器4发出获取电量指令，通过基站3传输至无线信号扩充器1进行广播；

步骤3、所述电子价签2在接收到获取电量指令后，将所保存的电量数值通过无线信号扩充器1和基站3传送给价签服务器4；

步骤4、所述价签服务器4对收到的电量数据进行比对，若比对低于设定电量值，则发出报警；电子价签2为使用电池的低功耗设备，确保其电量充足将保障货品价格信息的显示，加入测量电量指标并结合定位功能，可监控各个电子价签2的电量是否低于设定电量，并确切知道该电子价签2的具体地址，并可迅速前往该位置对电子价签2进行充电；解决了现有电子价签无法测量电量，或测量出电量但无法确定准备位置的问题。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种电子价签室内定位系统，用于对室内的电子标签进行定位，其特征在于：包括价签服务器、基站、无线信号扩充器(AP+)和电子价签，其中：

价签服务器，用于对所述基站、无线信号扩充器和电子价签进行设备管理，发送定位请求指令，计算定位数据；

基站，所述价签服务器通过基站与无线信号扩充器和电子价签进行通讯，传输指令和数据；

无线信号扩充器，用于发射无线定位信号，所述无线信号扩充器所在位置为定位参考点；

电子价签，用于测量定位信号强度，并将定位信号强度值传送回价签服务器；

所述电子价签通过接收无线信号扩充器发送的定位信号，签接收到定位信号后，测量该无线信号的强度，并将定位信号强度值传送给价签服务器，通过价签服务器计算出电子价签在电子地图中的坐标位置。

2.根据权利要求1所述的电子价签室内定位系统，其特征在于：所述电子价签具有无线信号强度测量模块，用于对无线定位信号的强度进行测量，获得定位信号强度值，并传输至价签服务器采集比对。

3.根据权利要求1所述的电子价签室内定位系统，其特征在于：所述电子价签设置有温度测量模块，用于测量电子价签周围温度，获得温度值，并传输至价签服务器采集比对。

4.根据权利要求1所述的电子价签室内定位系统，其特征在于：所述电子价签设置有电量测量模块，用于测量电子价签的电量，并将所述电量值传输至价签服务器采集比对。

5.根据权利要求1所述的电子价签室内定位系统，特征在于：所述电子价签工作状态分为睡眠和监听状态，所述电子价签在监听状态时接收指令和发射数据，所述电子价签在睡眠状态时不工作。

6.一种电子价签室内定位方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、在室内场地布置无线信号扩充器，并进行分组，生成电子地图；

步骤2、价签服务器向基站发送电子价签定位请求指令；

步骤3、所述基站根据价签服务器预设间隔时间和循环次数，依次分时向各个无线信号扩充器发送所述电子价签定位请求指令，并进行指定次数循环；

步骤4、所述无线信号扩充器收到基站的电子价签定位请求指令后，其在预设时间内广播带有该无线信号扩充器地址的定位信号，所述电子价签在收到该无线信号扩充器的定位信号后，测量该无线信号的强度，在测量无线信号扩充器多次循环广播的定位信号后，计算并保存所测量的平均定位信号强度值；

步骤5、当所有无线信号扩充器依次广播完成后，价签服务器发出访问电子价签指令，通过基站将指令发送给电子价签，电子价签将保存的测量定位信号强度值通过基站传送给价签服务器；

步骤6、所述价签服务器根据每个电子价签测量到的定位信号强度值，通过计算转化为电子价签与无线信号扩充器之间距离，然后根据距离计算出电子价签在电子地图中的坐标位置。

7.根据权利要求6所述的电子价签室内定位方法，其特征在于：所述步骤1进一步包括如下步骤：

步骤11、在室内场地合适位置设置若干个无线信号扩充器；

步骤12、测量每个无线信号扩充器所在位置的坐标值，将无线信号扩充器的坐标值导入价签服务器的电子地图中；

步骤13、并对若干个无线信号扩充器进行分组，每组至少设置三个无线信号扩充器，将分组信息导入电子地图，

步骤14、将网关的地址、无线信号扩充器的地址、电子价签的地址导入电子地图。

8.根据权利要求6所述的电子价签室内定位方法，其特征在于：所述定位信号强度值包括：电子价签测量到无线信号扩充器的定位信号的强度、无线信号扩充器地址和电子价签地址。

9.根据权利要求6所述的电子价签室内定位方法，其特征在于：具体包括测定电子价签温度指标的步骤：

步骤1、所述电子价签在空闲时，以设定的时间间隔通过温度测量模块测量周围环境温度，并保存测量数值；

步骤2、所述价签服务器发出获取温度指令，通过基站进行广播；

步骤3、所述电子价签在接收到获取温度指令后，将所保存的温度数值通过基站传送给价签服务器；

步骤4、所述价签服务器对收到的温度数据进行比对，若比对超出设定温度值，则发出报警。

10.根据权利要求6所述的电子价签室内定位方法，其特征在于：具体包括测定电子价签电量指标的步骤：

步骤1、所述电子价签在空闲时，以设定的时间间隔通过电量测量模块测量电子价签的电量，并保存测量数值；

步骤2、所述价签服务器发出获取电量指令，通过基站进行广播；

步骤3、所述电子价签在接收到获取电量指令后，将所保存的电量数值通过基站传送给价签服务器；

步骤4、所述价签服务器对收到的电量数据进行比对，若比对低于设定电量值，则发出报警。

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