CN114396950A - 一种基于对讲通信室分网络的室内定位方法和室内定位系统 - Google Patents

Abstract

一种基于对讲通信室分网络的室内定位方法和室内定位系统，包括：对讲通信室分网络、集成蓝牙网关的室分天线、集成蓝牙标签的对讲机移动终端、地图服务器、定位算法服务器以及应用服务器；每个蓝牙标签均被配置成以固定的发射功率发送蓝牙无线信号；集成于室分网络发射天线的蓝牙网关，扫描到该信号，将相关信息通过对讲通信室分网络传输到地图服务器、定位算法服务器、应用服务器；定位算法服务器在收到数据通过运算后，得到位置数据通过地图服务器、应用服务器进行处理后在应用端展示平台展示出来。

Description

一种基于对讲通信室分网络的室内定位方法和室内定位系统

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种基于对讲通信室分网络的室内定位方法和室内定位系统。

背景技术

在移动互联网快速发展的大背景之下，很对移动设备如手机等也得到了广泛的普及，基于位置服务的需求也在不断增加。典型的GPS定位系统虽然能够在室外能够发挥重要的作用，但在室内由于信号衰减、折射反射致使其应用效果不佳。

尤其是随着城市化进程，建筑的规模越来越大，且随着数据业务和多媒体业务数据的增长，人们对定位的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设备与物品在室内的位置信息，但是受定位之间、定位精度以及复杂室内环境等条件的限制，比较完善的定位技术目前还无法很好地利用。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的室内定位系统和相应的室内定位方法。本发明一个进一步的目的是室内定位系统与室内对讲通信室分系统相融合，以便使得部署更便捷，定位误差更小。

本发明另一个进一步的目的是要便于室内定位系统各部件的布置，尤其是集成蓝牙模块的对讲机移动终端的布置，不需要对对讲机做复杂改造只需配置一个挂件模块即可。

本发明涉及一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，包括集成蓝牙标签的对讲机移动终端与集成于蓝牙网关的室分天线；

每个所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率发送蓝牙无线信号；

所述集成于蓝牙网关的室分天线，扫描到该信号，将相关信息通过对讲通信室分网络传输到地图服务器、定位算法服务器、应用服务器；所述定位算法服务器在收到数据通过运算后，得到位置数据通过地图服务器、应用服务器进行处理后在应用端展示平台展示出来；

所述对讲通信室分网络，包括对讲调度中继单元、增幅单元、分路单元、馈线以及室分天线；

进一步的，每个所述室分天线均设有集成蓝牙网关模块，且配置有唯一的标识码；

所述室分天线，除常规的实现对讲通信的信号收发之外还不间断扫描集成蓝牙标签的对讲机移动终端发出的信号，然后将这些信号调制成可以适合对讲通信室分网络传输的模拟信号。

进一步的，所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率发送蓝牙无线特征信号；

所述蓝牙无线特征信号包括但不限于MAC地址、UUID、major、minor、电池电量的数据。

进一步的，所述集成蓝牙网关模块的室分天线的电源部分通过接入室分天线的射频馈线引入；

所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端电通过设置的电池进行供电。

进一步的，所述室分天线的引入电源，来自于增幅单元，所述增幅单元在末级输出时通过交直流交叉混合技术，把直流信号耦合至增幅单元的输出口，再通过射频馈线输送至室分天线。

进一步的，所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端，是通过独立配件的形式集成在对讲机上的；

所述独立配件包含蓝牙接收模块以及电源模块；可以独立于对讲机单独运行。

进一步的，所述对讲通信室分网络传输的模拟信号配置频率与对讲机通信频率适合设置成不一致；且对于模拟无线对讲系统两个频率的间隔大于等于30KHz；对于数字无线对讲系统两个频率的间隔大于等于50KHz。

进一步的，所述定位算法服务器对接收的数据进行实时运算分析。

进一步的，所述地图服务器预先保存有定位区域的电子地图；据定位算法服务器确定出的所述位置在所述电子地图上确定出地图坐标。

进一步的，所述应用端展示平台是基于B/S架构实现的上位机系统，系统直接对接地图服务器；接收所述地图坐标，输出定位区域的电子地图界面，并在所述电子地图界面上展示所述终端的实时位置。

一种基于对讲通信室分网络的室内定位方法，其步骤如下：

S1、每个集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率不间断的发送蓝牙无线信号；

S2、集成于室分网络发射天线的蓝牙网关，扫描到S1步骤中发送的蓝牙无线信号；

S3、将S2步骤中接收到的信号调制成适合对讲通信室分网络传输的模拟信号传输至地图服务器、定位算法服务器、应用服务器；

S4、定位算法服务器对收到的数据进行特征提取运算后，得到位置数据通过地图服务器、应用服务器进行处理后在应用端展示平台展示出来。

本发明的主要有益效果：

本发明的一种基于对讲通信室分网络的室内定位方法和室内定位系统，在定位区布设多个集成蓝牙网关的对讲通信室分网络中室分天线，每个集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率不间断的发送蓝牙无线信号；由于在定位区域内布置多个室分天线，不间断的扫描来自于集成蓝牙标签的对讲机移动终端的广播信号，信号传播需要一段时间，在这段时间内，信号强度会发生一定衰减，与此同时，在不同位置处，相应信号接收强度值也各不相同，因此先测算接收到的信号强度值，然后将其代入信号衰减模型中，可以计算出信号发射节点与接收节点之间的距离，从而完成室内准确定位。鉴于信号在实际传递过程中，还会受到其他因素干扰致使其强度发生一定的改变，例如噪声干扰、信号反射干扰等，在实际进行定位测距时，算法服务增加对室内环境因素的自适应学习，并反馈到算法中去以提高定位精度；

利用部署多个集成蓝牙网关的对讲通信室分网络中室分天线以及集成蓝牙标签的对讲机移动终端发送信号时携带标识码作为信号特征共同组成信号特征，提高了定位可靠性；

蓝牙网关集成于室分天线中，由于天线的布置位置较高，可以避免物体的遮挡，保证了无线信号的覆盖面积。而且可以利用对讲通信室分网络作为定位数据回传通道，使得整个系统易于部署；且交直流交叉混合技术的应用，解决了其供电问题；

应用端展示平台，是基于B/S架构实现的上位机系统，客户端通过浏览器即可访问系统，符合使用及维护简洁的特性。且具系统兼具柔性、开放性和可移植性的特征。

附图说明

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明的定位方法示意图；

图3为本发明的室分天线原理框图。

附图标记：110、应用服务器；111、定位算法服务器；112、地图服务器；113、调度中继单元；114、增幅单元；115、分路单元；120、室分天线；130、集成蓝牙标签的对讲机移动终端；A300、蓝牙通信辐射单元；A301、对讲通信辐射单元；A302、蓝牙网关模块；A303、信号调制模块。

具体实施方式

以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为了便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例作进一步的解释说明，且各个实施例不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明的原理框图，该一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统包括：多个集成蓝牙网关的室分天线120、调度中继单元113、增幅单元114、分路单元115、地图服务器112、定位算法服务器111以及应用服务器110；集成蓝牙标签的对讲机移动终端130

其中多个集成蓝牙网关的室分天线120、调度中继单元113、增幅单元114、分路单元115组成了对讲通信室分网络；

在定位区布设对讲通信室分网络，通信网络可以独立于定位系统单独运行，实现对讲调度通信；定位区的每个集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率不间断的发送蓝牙无线信号，这些无线信号携带诸如MAC地址、UUID、major、minor、电池电量等特征；定位区的多个集成蓝牙网关的对讲通信室分网络中室分天线120扫描到该蓝牙信号，对该蓝牙信号进行二次调制，调制成适合对讲通信室分网络传输的模拟信号进入集成蓝牙网关的室分天线120的接收单元；再通过分路单元115进入增幅单元114进行信号放大处理、然后通过馈线送入调度中继单元113；在调度中继单元113中进行信号的解调后进入地图服务器112，地图服务器112预先保存有定位区域的电子地图；定位算法服务器111对解调后的信号进行特征比对、距离测算等定位算法对有关信息进行计算，获取到集成蓝牙标签的对讲机移动终端130的位置信息；最后把这些位置信息送入应用服务器110；应用服务器110运行基于B/S架构实现的上位机系统，客户端即可通过浏览器即可访问系统实时查看集成蓝牙标签的对讲机移动终端130的实时位置。

图2是根据本发明定位方法示的示意图，该室内定位方法可由以上实施例中的室内定位系统执行，为使用者提供精确的室内定位服务。本实施例的室内定位方法一般性地可以包括：

S1、每个集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率不间断的发送蓝牙无线信号；

S2、集成于室分网络发射天线的蓝牙网关，扫描到S1步骤中发送的蓝牙无线信号；

S3、将S2步骤中接收到的信号调制成适合对讲通信室分网络传输的模拟信号传输至地图服务器、定位算法服务器、应用服务器；

S4、定位算法服务器对收到的数据进行特征提取运算后，得到位置数据通过地图服务器、应用服务器进行处理后在应用端展示平台展示出来。

上述S3步骤中，对该蓝牙信号进行二次调制，调制成适合对讲通信室分网络传输的模拟信号进入集成蓝牙网关的室分天线的接收单元；再通过分路单元进入增幅单元进行信号放大处理、然后通过馈线送入调度中继单元实现数据的回传；

上述S4步骤中，数据进入预先保存有所述定位区域的电子地图的地图服务器；定位算法服务器对解调后的信号进行特征比对、距离测算等定位算法对有关信息进行计算，获取到集成蓝牙标签的对讲机移动终端的位置信息；最后把这些位置信息送入应用服务器，客户端即可通过浏览器即可访问系统实时查看集成蓝牙标签的对讲机移动终端的实时位置；

以上无线信号优选使用以低功耗蓝牙方式发送的无线信号，每个室分天线以及集成蓝牙标签的对讲机移动终端均配置有唯一的标识码，且每个集成蓝牙标签的对讲机移动终端发送无线信号中带有标识码信息。信号特征可以包括：MAC地址、UUID、major、minor、电池电量等特征。

上述检测蓝牙无线信号包括：检测接收到的无线信号的信号强度，并解析接收到的无线信号中包含的标识码信息，以生成信号特征。

上述S4步骤中的可选流程为：根据确定出的位置在预先保存的定位区域的电子地图上确定出的对应的地图坐标，输出标记有地图坐标对应的位置的电子地图的显示界面。

结合具有数据处理与存储功能的系统可实现实时位置跟踪、轨迹回放、电子围栏等功能。

图3是根据本发明的室分天线原理框图，室分天线120是基于对讲通信室分网络的室内定位系统的重要组成部分；包括：蓝牙通信辐射单元A300、对讲通信辐射单元A301、蓝牙网关模块A302、信号调制模块A303；其中蓝牙通信辐射单元A300接收集成蓝牙标签的对讲机移动终端130发出的无线蓝牙信号，进入蓝牙网关模块进行信息处理，处理后的数据送入信号调制模块A303进行调制，将信号调制成适合对讲通信室分网络传输的模拟信号进入对讲通信辐射单元A301。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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 (10)

1.一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：包括集成蓝牙标签的对讲机移动终端与集成于蓝牙网关的室分天线；

每个所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率发送蓝牙无线信号；

所述集成于蓝牙网关的室分天线，扫描到该信号，将相关信息通过对讲通信室分网络传输到地图服务器、定位算法服务器、应用服务器；所述定位算法服务器在收到数据通过运算后，得到位置数据通过地图服务器、应用服务器进行处理后在应用端展示平台展示出来；

所述对讲通信室分网络，包括对讲调度中继单元、增幅单元、分路单元、馈线以及室分天线；

每个所述室分天线均设有集成蓝牙网关模块，且配置有唯一的标识码；

所述室分天线，除常规的实现对讲通信的信号收发之外还不间断扫描集成蓝牙标签的对讲机移动终端发出的信号，然后将这些信号调制成可以适合对讲通信室分网络传输的模拟信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率发送蓝牙无线特征信号；

所述蓝牙无线特征信号包括但不限于MAC地址、UUID、major、minor、电池电量的数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述集成蓝牙网关模块的室分天线的电源部分通过接入室分天线的射频馈线引入；

所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端电通过设置的电池进行供电。

4.根据权利要求3所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述室分天线的引入电源，来自于增幅单元，所述增幅单元在末级输出时通过交直流交叉混合技术，把直流信号耦合至增幅单元的输出口，再通过射频馈线输送至室分天线。

5.根据权利要求4所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述集成蓝牙标签的对讲机移动终端，是通过独立配件的形式集成在对讲机上的；

所述独立配件包含蓝牙接收模块以及电源模块；可以独立于对讲机单独运行。

6.根据权利要求5所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述对讲通信室分网络传输的模拟信号配置频率与对讲机通信频率适合设置成不一致；且对于模拟无线对讲系统两个频率的间隔大于等于30KHz；对于数字无线对讲系统两个频率的间隔大于等于50KHz。

7.根据权利要求6所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述定位算法服务器对接收的数据进行实时运算分析。

8.根据权利要求7所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述地图服务器预先保存有定位区域的电子地图；据定位算法服务器确定出的所述位置在所述电子地图上确定出地图坐标。

9.根据权利要求8所述的一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其特征在于：所述应用端展示平台是基于B/S架构实现的上位机系统，系统直接对接地图服务器；接收所述地图坐标，输出定位区域的电子地图界面，并在所述电子地图界面上展示所述终端的实时位置。

10.一种基于对讲通信室分网络的室内定位方法，采用上述权利要求1-9任意一种基于对讲通信室分网络的室内定位系统，其步骤如下：

S1、每个集成蓝牙标签的对讲机移动终端均被配置成以固定的发射功率不间断的发送蓝牙无线信号；

S2、集成于室分网络发射天线的蓝牙网关，扫描到S1步骤中发送的蓝牙无线信号；

S3、将S2步骤中接收到的信号调制成适合对讲通信室分网络传输的模拟信号传输至地图服务器、定位算法服务器、应用服务器；

S4、定位算法服务器对收到的数据进行特征提取运算后，得到位置数据通过地图服务器、应用服务器进行处理后在应用端展示平台展示出来。

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