CN113391265A - 基于电力线的定位方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种基于电力线的定位方法、装置和系统。定位装置向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号；检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度；根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息；将定位信号和距离信息进行转换处理以生成电力线传输信号；通过电力线将电力线传输信号发送给接入汇聚设备，以便接入汇聚设备利用定位信号和距离信息进行定位处理。本公开利用现有的电力线传输定位信息，可方便快捷地实现高精度定位。
Description
技术领域
本公开涉及定位领域，特别涉及一种基于电力线的定位方法、装置和系统。
背景技术
目前，室外定位技术(如GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、北斗导航)已经相当成熟，用户的需求已经可以满足。在5G时代，在超大密集的终端网络场景下，室内业务的比重变大，人们对于室内定位的需求也越来越大。对于大型场馆、商场等场景来说，由于建筑内部结构复杂，GPS信号的穿透损耗巨大，导致用户接收到的GPS信号微弱，大大降低了定位的精度与可靠性。
在相关技术中，传统的室内定位技术大体分为室内WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)定位、UWB(Ultra Wide Band，超宽带)定位、蓝牙定位等技术。
对于WIFI定位，用户终端需要检测自己周围的无线AP(Access Point，接入点)，来获取周围无线AP的MAC(Media Access Control，媒体接入控制)地址，并且将数据发送给位置服务器，经过服务器的处理，以无线AP的位置信息作为参考点，计算用户终端的位置信息并返回。但是这种定位方式对于WIFI环境的依赖性很大，且必须处在可联网的情况下才可以使用。此外，WIFI信号的穿透能力差，需要无线AP的密集部署，需要大量走线，部分环境施工较为困难。
对于UWB定位来说，它是一种无载波通信技术，利用纳秒级或微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，信号穿透能力强，定位的精度较高。但是由于一般的用户终端并不支持UWB的接受与发送，所以网络的部署成本很高，不利于5G场景下的密集部署。
对于蓝牙定位技术，虽然用户终端支持蓝牙功能，但是需要在室内环境中部署大量具有蓝牙模块的新型RU，工程成本高，工程量大。
发明内容
本公开提供一种基于电力线传输的室内定位方案，通过借助现已铺设的电力线传输所采用的定位信息，可方便快捷地实现室内定位。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于电力线的定位方法，包括：向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号；检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度；根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息；将所述定位信号和距离信息进行转换处理以生成电力线传输信号；通过电力线将所述电力线传输信号发送给接入汇聚设备，以便所述接入汇聚设备利用所述定位信号和距离信息进行定位处理。
在一些实施例中，向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号包括：通过天线向当前空间发送无线定位信息，并通过天线采集用户终端反馈的无线定位信息；从所述用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号。
在一些实施例中，将所述定位信号和距离信息进行转换处理包括：将所述定位信号和距离信息进行第一处理，以得到电力线基带信号；将所述电力线基带信号进行第二处理，以生成电力线传输信号。
在一些实施例中，所述信号强度为接收信号强度指示RSSI。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种基于电力线的定位装置，包括：定位信息处理模块，被配置为向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号，检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度，根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息；电力线信号处理模块，被配置为将所述定位信号和距离信息进行转换处理以生成电力线传输信号；通过电力线将所述电力线传输信号发送给接入汇聚设备，以便所述接入汇聚设备利用所述定位信号和距离信息进行定位处理。
在一些实施例中，定位信息处理模块包括：射频前端模块，被配置为通过天线向当前空间发送无线定位信息，并通过天线采集用户终端反馈的无线定位信息；定位信息处理模块，被配置为从所述用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号，检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度，根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息。
在一些实施例中，电力线信号处理模块包括：电力线基带处理模块，被配置为对所述定位信号和距离信息进行第一处理，以得到电力线基带信号；第一PLC射频模块，被配置为将所述电力线基带信号进行第二处理，以生成电力线传输信号。
在一些实施例中，所述信号强度为接收信号强度指示RSSI。
在一些实施例中，上述装置还包括第一电源模块，被配置为利用电力线给所述定位装置中的定位信息处理模块和电力线信号处理模块供电。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种基于电力线的定位装置，包括：存储器，被配置为存储指令；处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如上述任一实施例所述的方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种基于电力线的定位系统，包括多个如上述任一实施例所述的基于电力线的定位装置，以及接入汇聚设备，被配置为对所述定位装置发送的电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息，并利用定位信号和距离信息进行定位处理。
在一些实施例中，接入汇聚设备包括：第二PLC射频模块，被配置为通过电力线接收所述定位装置发送的电力线传输信号；PLC基带处理模块，被配置为对所述电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息，按照距离信息从小到大的顺序选择多个对应的定位信息进行定位处理，以便对用户终端进行定位。
在一些实施例中，PLC基带处理模块还被配置为检测电力线传输信号的信号质量，并从信号质量大于预设门限的电力线传输信号中获得相应的定位信号和距离信息，并按照距离信息从小到大的顺序选择预定数量个定位信息进行定位处理，若选择出的定位信号个数小于预定数量，则在延迟预定时间后，执行检测电力线传输信号的信号质量的操作。
在一些实施例中，所述系统还包括基带处理单元，接入汇聚设备还包括回传数据处理接口模块，其中：回传数据处理接口模块，被配置为在PLC基带处理模块对所述电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息后，将所得到的定位信息和距离信息通过光纤发送给基带处理单元；基带处理单元，被配置为对接收到的定位信号和距离信息进行定位处理。
在一些实施例中，接入汇聚设备还包括：第二电源模块，被配置为利用电力线给所述接入汇聚设备中的第二PLC射频模块、PLC基带处理模块和回传数据处理接口模块供电。
根据本公开实施例的第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的方法。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1是根据本公开一个实施例的基于电力线的定位方法的流程示意图；
图2是根据本公开一个实施例的基于电力线的定位装置的结构示意图；
图3是根据本公开另一个实施例的基于电力线的定位装置的结构示意图；
图4是根据本公开一个实施例的基于电力线的定位系统的结构示意图；
图5是根据本公开一个实施例的接入汇聚设备的结构示意图；
图6是根据本公开另一个实施例的基于电力线的定位系统的结构示意图；
图7是根据本公开另一个实施例的接入汇聚设备的结构示意图；
图8是根据本公开一个实施例的家庭场景下定位系统的结构示意图；
图9是根据本公开一个实施例的公共场所场景下定位系统的结构示意图。
应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
图1是根据本公开一个实施例的基于电力线的定位方法的流程示意图。在一些实施例中，下列基于电力线的定位方法由基于电力线的定位装置执行。
在步骤101，向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号。
在一些实施例中，通过天线向当前空间发送无线定位信息，并通过天线采集用户终端反馈的无线定位信息。从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号。
在一些实施例中，无线定位信息为4G、5G或蓝牙定位信息。
在步骤102，检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度。
在一些实施例中，信号强度信息为RSSI(Received Signal StrengthIndication，接收信号强度指示)。
在步骤103，根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息。
在步骤104，将定位信号和距离信息进行转换处理以生成电力线传输信号。
在一些实施例中，通过将定位信号和距离信息进行第一处理，以得到电力线基带信号。通过将电力线基带信号进行第二处理，以生成电力线传输信号。
在步骤105，通过电力线将电力线传输信号发送给接入汇聚设备，以便接入汇聚设备利用定位信号和距离信息进行定位处理。
在一些实施例中，接入汇聚设备自身可利用定位信号和距离信息进行定位处理。在另一些实施例中，接入汇聚设备可将定位信号和距离信息通过光纤发送给BBU(Baseband Unite，基带处理单元)以进行定位处理。
本公开上述实施例提供的基于电力线的定位方法中，通过将用户终端反馈的定位信息通过电力线传送给BBU进行处理。由于电力线是覆盖范围最为广泛的一种物理媒体，因此使用电力线作为通信媒介在实现室内精确定位的同时，还可有效降低运营成本。
图2是根据本公开一个实施例的基于电力线的定位装置的结构示意图。如图2所示，定位装置包括定位信息处理模块21和电力线信号处理模块22。
定位信息处理模块21被配置为向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号，检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度，根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息。
在一些实施例中，无线定位信息为4G、5G或蓝牙定位信息。
在一些实施例中，信号强度信息为RSSI。
在一些实施例中，如图2所示，定位信息处理模块21包括射频前端模块211和定位信息处理模块212。
射频前端模块211被配置为通过天线向当前空间发送无线定位信息，并通过天线采集用户终端反馈的无线定位信息。
定位信息处理模块212被配置为从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号，检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度，根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息。
电力线信号处理模块22被配置为将定位信号和距离信息进行转换处理以生成电力线传输信号；通过电力线将电力线传输信号发送给接入汇聚设备，以便接入汇聚设备利用定位信号和距离信息进行定位处理。
在一些实施例中，接入汇聚设备自身可利用定位信号和距离信息进行定位处理。在另一些实施例中，接入汇聚设备可将定位信号和距离信息通过光纤发送给BBU以进行定位处理。
在一些实施例中，如图2所示，电力线信号处理模块22包括电力线基带处理模块221和第一PLC(Power Line Communication，电力线通信)射频模块222。
电力线基带处理模块221被配置为对定位信号和距离信息进行第一处理，以得到电力线基带信号。
第一PLC射频模块222被配置为将电力线基带信号进行第二处理，以生成电力线传输信号。
在一些实施例中，如图2所示，定位装置还包括第一电源模块23。
第一电源模块23被配置为利用电力线给定位装置中的定位信息处理模块21和电力线信号处理模块22供电。
通过在定位装置中设置第一电源模块23，可以方便地借助电力线给定位装置提供电源。由此可实现定位装置的即插即用，便于实现定位装置的高密度部署。
图3是根据本公开另一个实施例的基于电力线的定位装置的结构示意图。如图3所示，定位装置包括存储器31和处理器32。
存储器31用于存储指令。处理器32耦合到存储器31。处理器32被配置为基于存储器存储的指令执行实现如图1中任一实施例涉及的方法。
如图3所示，定位装置还包括通信接口33，用于与其它设备进行信息交互。同时，该定位装置还包括总线34，处理器32、通信接口33、以及存储器31通过总线34完成相互间的通信。
存储器31可以包含高速RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可还包括NVM(Non-Volatile Memory，非易失性存储器)。例如至少一个磁盘存储器。存储器31也可以是存储器阵列。存储器31还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。
此外，处理器32可以是一个中央处理器，或者可以是ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，或者是被配置成实施本公开实施例的一个或多个集成电路。
本公开还提供一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如图1中任一实施例涉及的方法。
图4是根据本公开一个实施例的基于电力线的定位系统的结构示意图。如图4所示，定位系统包括多个定位装置41和接入汇聚设备42。定位装置41为图2或图3中任一实施例所示的定位装置。为了简明起见，在图4中仅示出了一个定位装置。
接入汇聚设备42被配置为对定位装置41通过电力线401发送的电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息，并利用定位信号和距离信息进行定位处理。
图5是根据本公开一个实施例的接入汇聚设备的结构示意图。如图5所示，接入汇聚设备包括第二PLC射频模块51和PLC基带处理模块52。
第二PLC射频模块51被配置为通过电力线接收定位装置发送的电力线传输信号。
PLC基带处理模块52被配置为对电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息，按照距离信息从小到大的顺序选择多个(例如，至少三个)对应的定位信息进行定位处理，以便对用户终端进行定位。
这里需要说明的是，用户终端距离定位装置越近，则定位信号的强度越大，相应的定位结果也就越精确。因此，本公开通过按照距离信息从小到大的顺序选择多个(例如，三个)距离信息和对应的定位信息进行定位处理，从而可计算出用户终端的精确位置。
在一些实施例中，PLC基带处理模块52还被配置为检测电力线传输信号的信号质量，并从信号质量大于预设门限的电力线传输信号中获得相应的定位信号和距离信息，并按照距离信息从小到大的顺序选择预定数量个定位信息进行定位处理，若选择出的定位信号个数小于预定数量，则在延迟预定时间后，执行检测电力线传输信号的信号质量的操作。
例如，PLC基带处理模块接收到5个电力线传输信号。设第一个电力线传输信号中的距离为a，第二个电力线传输信号中的距离b>a，第三个电力线传输信号中的距离c>b，依次类推。若由于外界干扰，第三个电力线传输信号的信号质量(例如，信号与干扰加噪声比SINR)较差。在这种情况下，根据检测电力线传输信号的质量，放弃第三个电力线传输信号，而按照距离信息从小到大的顺序选择第一、第二和第四个电力线传输信号中的定位信号进行定位处理，可得到更精确的定位结果。若根据检测电力线传输信号的质量，按照距离信息从小到大的顺序无法选择出三个定位信号进行定位处理，则表明该区域收到外界干扰，导致电力线传输的质量较差。在这种情况下，会延迟一段时间，然后再对这些定位装置通过电力线上传的电力线传输信号进行处理。由此可有效避免外界干扰给电力线传输信号带来的干扰。
图6是根据本公开另一个实施例的基于电力线的定位系统的结构示意图。
如图6所示，定位系统还包括BBU 43。接入汇聚设备42将得到的定位信息和距离信息通过光纤402发送给BBU 43。BBU 43对接收到的定位信号和距离信息进行定位处理。
例如，BBU 43可采用PLC基带处理模块52的定位方式进行定位处理。
图7是根据本公开另一个实施例的接入汇聚设备的结构示意图。图7和图5的区别在于，接入汇聚设备还包括回传数据处理接口模块53。
回传数据处理接口模块53被配置为在PLC基带处理模块52对电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息后，将所得到的定位信息和距离信息通过光纤402发送给BBU 43。
在一些实施例中，如图7所示，接入汇聚设备还包括第二电源模块54。
第二电源模块54被配置为利用电力线给接入汇聚设备42中的第二PLC射频模块51、PLC基带处理模块52和回传数据处理接口模块53供电。
下面通过具体示例对本公开进行说明。
一：家庭场景
基于电力线的家庭室内定位系统如图8所示。室内定位设备(即图2或图3中任一实施例涉及的定位设备)81-86布设于需要做定位覆盖的房间的插座或电灯内，通过电力线与接入汇聚设备(Switch)相连以进行定位信息传输，多个Switch连接到一个基带处理设备。
二：公共场所场景
基于电力线的公共场所(比如，停车场)定位系统如图9所示。室内定位设备(即图2或图3中任一实施例涉及的定位设备)91、92布设需要做定位覆盖的场所的电灯内，通过电力线与Switch相连做位置信息传输，多个Switch连接到一个基带处理设备。
通过实施本公开的方案，能够得到以下有益效果：
(1)充分利用现有的电力线：利用室内已有的基础设施-电力线作为定位信息传输的媒介，避免重新布线，大大降低了建设难度；
(2)定位设备即插即用，部署便捷：本公开所使用到的定位设备可以存在于电灯中，或者插座上，即插即用，便于实现高密度的部署，从而有效地提高定位精度；
(3)定位设备结构简单，成本可控：本公开所提的定位设备结构简单，可以有效的降低部署成本。
至此，已经详细描述了本公开的实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (16)
1.一种基于电力线的定位方法，包括：
向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号；
检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度；
根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息；
将所述定位信号和距离信息进行转换处理以生成电力线传输信号；
通过电力线将所述电力线传输信号发送给接入汇聚设备，以便所述接入汇聚设备利用所述定位信号和距离信息进行定位处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号包括：
通过天线向当前空间发送无线定位信息，并通过天线采集用户终端反馈的无线定位信息；
从所述用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述定位信号和距离信息进行转换处理包括：
将所述定位信号和距离信息进行第一处理，以得到电力线基带信号；
将所述电力线基带信号进行第二处理，以生成电力线传输信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述信号强度为接收信号强度指示RSSI。
5.一种基于电力线的定位装置，包括：
定位信息处理模块，被配置为向当前空间发送无线定位信息，并从用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号，检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度，根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息；
电力线信号处理模块，被配置为将所述定位信号和距离信息进行转换处理以生成电力线传输信号；通过电力线将所述电力线传输信号发送给接入汇聚设备，以便所述接入汇聚设备利用所述定位信号和距离信息进行定位处理。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，定位信息处理模块包括：
射频前端模块，被配置为通过天线向当前空间发送无线定位信息，并通过天线采集用户终端反馈的无线定位信息；
定位信息处理模块，被配置为从所述用户终端反馈的无线定位信息中提取出定位信号，检测用户终端反馈的无线定位信息的信号强度，根据所检测到的信号强度确定用户终端与定位装置的距离信息。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，电力线信号处理模块包括：
电力线基带处理模块，被配置为对所述定位信号和距离信息进行第一处理，以得到电力线基带信号；
第一PLC射频模块，被配置为将所述电力线基带信号进行第二处理，以生成电力线传输信号。
8.根据权利要求5所述的装置，其中，
所述信号强度为接收信号强度指示RSSI。
9.根据权利要求5所述的装置，还包括：
第一电源模块，被配置为利用电力线给所述定位装置中的定位信息处理模块和电力线信号处理模块供电。
10.一种基于电力线的定位装置，包括：
存储器，被配置为存储指令；
处理器，耦合到存储器，处理器被配置为基于存储器存储的指令执行实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
11.一种基于电力线的定位系统，包括多个如权利要求5-10中任一项所述的基于电力线的定位装置，以及
接入汇聚设备，被配置为对所述定位装置发送的电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息，并利用定位信号和距离信息进行定位处理。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，接入汇聚设备包括：
第二PLC射频模块，被配置为通过电力线接收所述定位装置发送的电力线传输信号；
PLC基带处理模块，被配置为对电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息，按照距离信息从小到大的顺序选择多个对应的定位信息进行定位处理，以便对用户终端进行定位。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，
PLC基带处理模块还被配置为检测电力线传输信号的信号质量，并从信号质量大于预设门限的电力线传输信号中获得相应的定位信号和距离信息，并按照距离信息从小到大的顺序选择预定数量个定位信息进行定位处理，若选择出的定位信号个数小于预定数量，则在延迟预定时间后，执行检测电力线传输信号的信号质量的操作。
14.根据权利要求12所述的系统，所述系统还包括基带处理单元，接入汇聚设备还包括回传数据处理接口模块，其中：
回传数据处理接口模块，被配置为在PLC基带处理模块对所述电力线传输信号进行转换处理以得到定位信号和距离信息后，将所得到的定位信息和距离信息通过光纤发送给基带处理单元；
基带处理单元，被配置为对接收到的定位信号和距离信息进行定位处理。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，接入汇聚设备还包括：
第二电源模块，被配置为利用电力线给所述接入汇聚设备中的第二PLC射频模块、PLC基带处理模块和回传数据处理接口模块供电。
16.一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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2020
- 2020-03-11 CN CN202010166140.1A patent/CN113391265A/zh active Pending
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