CN114845367A - 定位方法、定位系统、定位装置及可读存储介质 - Google Patents

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CN114845367A CN202210612518.5A CN202210612518A CN114845367A CN 114845367 A CN114845367 A CN 114845367A CN 202210612518 A CN202210612518 A CN 202210612518A CN 114845367 A CN114845367 A CN 114845367A
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贾颖焘
张会军
罗超
黄令
杨伟航
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Abstract

本申请适用于定位技术领域，提供了一种定位方法、定位系统、定位装置及可读存储介质。定位方法包括：Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。现有技术中，基站需要一直开启UWB模块，以接收标签在不同时刻发出的定位信号，本申请的定位方法中，TOF测距是由Beacon基站主动发起的，因此，Beacon基站可在其需要进行TOF测距时开启Beacon基站UWB模块，其余时间关闭Beacon基站UWB模块，大幅度降低了Beacon基站的功耗。

Description

定位方法、定位系统、定位装置及可读存储介质
技术领域
本申请属于定位技术领域，尤其涉及一种定位方法、定位系统、定位装置及可读存储介质。
背景技术
超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术是一种无线载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，使其所占的频谱范围很宽，因此常被应用于高精度定位领域。
在该高精度定位领域中，飞行时间(Time Of Flight，TOF)是常用的定位方法。定位过程中，需要标签发起TOF定位信号，基站接收该TOF定位信号并回复，利用TOF定位信号在一对收发机之间往返的飞行时间来测量标签与基站之间的距离。
这种传统定位方法中，基站不确定标签何时发起TOF定位信号，需要一直开启基站中的UWB模块，以接收标签在不同时刻发出的TOF定位信号。然而，常见的UWB模块功耗较大，导致基站整机的功耗较大，在应用中通常需要单独外接电源。在一些复杂场景，如化工、电厂等工业场景，部署电源等付出的施工成本极高。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种定位方法、定位系统、定位装置及可读存储介质，以解决现有的定位方法中，基站不确定标签何时发起TOF定位信号，需要一直开启基站中的UWB模块，导致基站整机的功耗较大的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种定位方法，应用于Beacon基站，该Beacon基站中设置有Beacon基站UWB模块，该定位方法包括：Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；Beacon基站通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
第一方面提供的定位方法，Beacon基站只需在进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块，向标签发送TOF定位信号，在接收到标签发送的回复信号后，就立即关闭Beacon基站UWB模块。即Beacon基站只在进行TOF测距时开启Beacon基站UWB模块，其余时间都关闭Beacon基站UWB模块，无需像现有技术中那样一直开启UWB模块，从而大幅降低了Beacon基站整机的功耗。
可选地，在开启该Beacon基站UWB模块之前，该定位方法还包括：Beacon基站通过低功耗无线网络向通信基站发送第一同步请求信号，并记录Beacon基站的实时时间，第一同步请求信号用于同步Beacon基站与通信基站的时间；接收通信基站基于第一同步请求信号返回的第一同步回复信号；解析第一同步回复信号，得到Beacon基站的实时时间对应的时间戳信息。
可选地，该定位方法还包括：根据时间戳信息，确定Beacon基站对应的UWB定位段，该UWB定位段为定位时间段，该UWB定位段用于Beacon基站处于UWB定位段时发送TOF定位信号；根据UWB定位段，确定Beacon基站发送TOF定位信号的时间。
可选地，根据时间戳信息，确定Beacon基站对应的UWB定位段，包括：时间戳信息为设定的BLE同步时刻时，将BLE同步时刻后的目标时间段确定为BLE同步段，该BLE同步段用于Beacon基站处于BLE同步段时发送BLE同步信号，BLE同步信号用于检测Beacon基站的定位范围内的标签；在BLE同步段的两端分别设置保护时长，并将设置保护时长后的BLE同步段确定为BLE同步接收窗，该BLE同步接收窗用于标签接收BLE同步信号；计算相邻的两个BLE同步接收窗的间隔，并将间隔确定为UWB定位段。
可选地，根据UWB定位段，确定Beacon基站发送TOF定位信号的时间，包括：确定该Beacon基站的定位周期；在UWB定位段中随机选择起始定位时刻，该起始定位时刻表示Beacon基站第一次发送TOF定位信号的时间；根据起始定位时刻和定位周期，确定Beacon基站每次发送TOF定位信号的时间。
可选地，在接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块之后，该定位方法还包括：根据TOF定位信号和回复信号，确定距离信息；将距离信息通过通信基站发送至服务器，该距离信息用于服务器解析距离信息，并根据解析结果确定标签的位置。
可选地，标签的数量为多个，TOF定位信号中包括待测标签列表，该定位方法还包括：根据每个标签返回的回复信号，对各个标签排序；根据排序结果更新待测标签列表，更新后的待测标签列表用于下次进行TOF测距时，该更新后的待测标签列表中的各个标签有序返回回复信号。
第二方面，本申请实施例提供了一种定位方法，应用于标签，该定位方法包括：标签接收Beacon基站发送的TOF定位信号；标签基于TOF定位信号向Beacon基站发送回复信号。
可选地，标签中设置有标签UWB模块，TOF定位信号中包括Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，该定位方法还包括：标签根据Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，确定标签UWB模块的开启时间和关闭时间；在检测到当前时间到达开启时间时，开启标签UWB模块，开启后的标签UWB模块用于接收Beacon基站下次发送的TOF定位信号；或，在检测到当前时间到达关闭时间时，关闭标签UWB模块。
可选地，在接收Beacon基站发送的TOF定位信号之前，该定位方法还包括：标签通过低功耗无线网络向通信基站发送第二同步请求信号，并记录标签的实时时间，第二同步请求信号用于同步标签与通信基站的时间；接收通信基站基于第二同步请求信号返回的第二同步回复信号；解析第二同步回复信号，得到标签的实时时间对应的时间戳信息。
可选地，标签的数量为多个，TOF定位信号中包括待测标签列表，基于TOF定位信号向Beacon基站发送回复信号，包括：针对每个标签，若检测到标签在待测标签列表中，则标签在预设的时隙段向Beacon基站发送回复信号；或，若检测到标签不在待测标签列表中，则标签在预设的竞争段向Beacon基站发送回复信号。
可选地，若检测到标签在待测标签列表中，则标签在预设的时隙段向Beacon基站发送回复信号，包括：若检测到标签在待测标签列表中，则获取标签在待测标签列表中的位置；根据位置确定标签在时隙段的回复时刻；在回复时刻向Beacon基站发送回复信号。
第三方面，本申请实施例提供了一种定位系统，该定位系统包括：Beacon基站和标签，Beacon基站中设置有Beacon基站UWB模块，该Beacon基站用于，Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；
该标签用于，接收Beacon基站发送的TOF定位信号；基于TOF定位信号向Beacon基站发送回复信号；
该Beacon基站还用于，接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
可选地，该定位系统在包括Beacon基站和标签的基础上，还包括服务器和通信基站。其中，服务器与通信基站进行时间同步。Beacon基站中还设置有Beacon基站通信模块，Beacon基站可以通过该Beacon基站通信模块实现与通信基站、标签之间的通信和同步。标签中还设置有标签通信模块，标签可以通过该标签通信模块实现与通信基站、Beacon基站之间的通信和同步。
Beacon基站还用于，根据TOF定位信号和回复信号，确定距离信息；将距离信息发送至通信基站；
通信基站用于，将距离信息转发至服务器；
服务器用于，解析距离信息，并根据解析结果确定标签的位置。
第四方面，本申请实施例提供了一种定位装置，应用于Beacon基站，包括：
决策模块，用于Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；
发送模块，用于通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；
接收模块，用于Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
第五方面，本申请实施例提供了一种定位装置，应用于标签，包括：
接收模块，用于标签接收Beacon基站发送的TOF定位信号；
发送模块，用于标签基于TOF定位信号向该Beacon基站发送回复信号。
第六方面，本申请实施例提供了一种Beacon基站，包括存储器、处理器、Beacon基站UWB模块以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行计算机程序时实现第一方面提供的定位方法。
第七方面，本申请实施例提供了一种标签，包括存储器、处理器、标签UWB模块以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序。处理器执行计算机程序时实现第二方面提供的定位方法。
第八方面，本申请实施例提供了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程序。计算机程序被处理器执行时实现第一方面提供的定位方法。
第九方面，本申请实施例提供了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程序。计算机程序被处理器执行时实现第二方面提供的定位方法。
第十方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在Beacon基站上运行时，使得Beacon基站执行上述第一方面提供的定位方法。
第十一方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在标签上运行时，使得标签执行上述第二方面提供的定位方法。
第十二方面，本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括存储器和处理器，处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现第一方面提供的定位方法。
第十三方面，本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括存储器和处理器，处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现第二方面提供的定位方法。
第十四方面，本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括处理器，处理器与第八方面提供的计算机可读存储介质耦合，处理器执行计算机可读存储介质中存储的计算机程序，以实现第一方面提供的定位方法。
第十五方面，本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括处理器，处理器与第九方面提供的计算机可读存储介质耦合，处理器执行计算机可读存储介质中存储的计算机程序，以实现第二方面提供的定位方法。
可以理解的是，上述第二方面至第十五方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
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某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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是本申请一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图；
图2是本申请另一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图；
图3是本申请再一示例性实施例提供的无线时间同步方法的示意性流程图；
图4是本申请示出的Beacon基站或标签与通信基站之间进行无线时间同步的示意图；
图5是本申请又一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图；
图6是本申请示出的BLE定位同步示意图；
图7是本申请另一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图；
图8是本申请示出的下行TOF流程示意图；
图9是本申请一实施例提供的一种定位系统的示意图；
图10是本申请一实施例提供的一种应用于Beacon基站的定位装置的结构框图；
图11是本申请一实施例提供的一种应用于标签的定位装置的结构框图；
图12是本申请一实施例提供的一种Beacon基站的结构框图；
图13是本申请一实施例提供的一种标签的结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，本申请所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请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申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。还应注意到：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。在本申请的描述中，还需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为更好地理解本申请实施例，以下对实施例中可能涉及的术语或概念进行介绍。
1.低功耗蓝牙技术(Bluetooth Low Energy，BLE)
是蓝牙技术联盟设计和销售的一种个人局域网技术。相较于经典蓝牙，低功耗蓝牙旨在保持同等通信范围的同时显著降低功耗和成本。
2.Beacon基站
或称UWB Beacon基站、UWB信标基站。Beacon基站的核心是基于时钟同步，通过UWB测距，从而实现低功耗高精准定位。
3.网络时间协议(Network Time Protocol，NTP)
是用来同步网络中各个计算机的时间的协议。
4.IEEE1588协议
IEEE1588协议的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”，又称精确时间协议(Precise Time Protocol，PTP)，用于定时同步，其可以达到亚微秒级别时间同步精度。
5.紫蜂(ZigBee)
是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层，适用于传输范围短、数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。主要特点有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全等。
6.远距离无线电(Long Range Radio，LoRa)
LoRa是一种低功耗局域网无线标准，最大特点是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一。它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3至5倍。
7.窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。能够提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
8.接收的信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)
本申请中，RSSI用于指示接收的信号的强度。
9.实时时钟(Real_Time Clock，RTC)
RTC是集成电路，通常称为时钟芯片。用于提供精确的实时时间,或者为电子系统提供精确的时间基准。
10.Unix时间戳(Unix timestamp)
Unix时间戳是一种时间表示方式，是从1970年1月1日(UTC/GMT的午夜)开始所经过的秒数，不考虑闰秒。
11.晶振
一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，晶振是石英振荡器的简称，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削，并镀上电极、焊上引线做成的。
12.无线通信技术(Wi-Fi)
又称作“行动热点”，是一个创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术，用于将可连接网络设备以无线方式互相连接。
13.温漂
由温度变化所引起的半导体器件参数的变化是产生零点漂移现象的主要原因，因此也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。
14.时隙段
表示在待测标签列表中的标签将回复信号发送给Beacon基站的时间段。
15.竞争段
表示不在待测标签列表中的标签将回复信号发送给Beacon基站的时间段。
以上是对本申请实施例所涉及的名词的简单介绍，以下不再赘述。
UWB技术常被应用于高精度定位领域，在该高精度定位领域中，TOF是常用的定位方法。定位过程中，需要标签发起TOF定位信号，基站接收该标签发送的TOF定位信号并回复定位信号，可利用TOF定位信号在一对收发机之间往返的飞行时间来测量标签与基站之间的距离。
基站与标签中设置有各自对应的UWB模块，上述这种传统定位方法中，标签可以按照定位周期只在需要发射TOF定位信号时才开启标签中的UWB模块，其他时间关闭标签中的UWB模块，以此降低标签功耗。
基站由于不确定标签何时发起TOF定位信号，需要一直开启基站中的UWB模块，以接收标签在不同时刻发出的TOF定位信号。然而，常见的UWB模块功耗较大，导致基站整机的功耗较大。
例如，市场上常见的UWB模块，其接收电流大约在100mA量级，导致基站整机功耗大约在几瓦量级，而标签中的UWB模块功耗大约只有几百微瓦量级，致使基站功耗比标签功耗高出上万倍。
另外，由于基站功耗较大，导致基站无法用电池供电，需要外部电源长期供电。因此在部署定位系统时，需要对基站布设电源线，这不仅增加了施工成本和安全风险，还降低了定位系统部署的灵活性。尤其是在化工厂、电厂等对布线要求严格的场所，上述问题带来的影响会更加严重。
有鉴于此，本申请实施例提供了一种定位方法，应用于Beacon基站，Beacon基站中设置有Beacon基站UWB模块。该定位方法包括：Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
现有技术中，基站需要一直开启UWB模块，以接收标签在不同时刻发出的定位信号，本申请提供的定位方法中，Beacon基站只需要在进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块，向标签发送TOF定位信号，在接收到标签发送的回复信号后，就立即关闭Beacon基站UWB模块。即Beacon基站只在进行TOF测距时开启Beacon基站UWB模块，其余时间都关闭Beacon基站UWB模块，大幅降低了Beacon基站整机的功耗。
另外，本申请提供的定位方法改变了现有的定位模式(现有的定位模式是标签发起TOF定位信号，基站接收该TOF定位信号并回复，本申请中Beacon基站主动发起TOF测距，即Beacon基站主动向标签发送TOF定位信号，标签基于该TOF定位信号返回回复信号)，使得Beacon基站整机的功耗显著下降，可以与标签功耗比拟，从而可以采用电池为Beacon基站供电。当辅以大容量电池时，可使Beacon基站续航时间长达数年之久。这样在部署定位系统时，无需对Beacon基站布设电源线，极大程度上降低了施工成本，完全避免由布线带来的安全风险，还增强了定位系统部署的灵活性。
下面结合说明书附图，对本申请实施例所提供的定位方法和定位系统进行详细介绍。
请参见图1，图1是本申请一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图。如图1所示的定位方法应用于Beacon基站，该定位方法可以包括：S101～S103，具体如下：
S101：Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块。
该Beacon基站中设置有Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块等。其中，Beacon基站UWB模块包括第一UWB发射机和第一UWB接收机。当Beacon基站UWB模块开启时，可以通过第一UWB发射机向标签发送TOF定位信号，通过第一UWB接收机接收标签发送的回复信号。
可以通过TOF测距的时间，即Beacon基站发送TOF定位信号的时间，确定当前Beacon基站与标签之间是否需要进行TOF测距。其中，Beacon基站发送TOF定位信号的时间可以包括：当前Beacon基站发送TOF定位信号的时间，以及之后每次Beacon基站发送TOF定位信号的时间。
例如，Beacon基站发送TOF定位信号的时间可以包括：当前Beacon基站发送TOF定位信号的时间、下次Beacon基站发送TOF定位信号的时间以及下下次Beacon基站发送TOF定位信号的时间……等。
示例性地，若Beacon基站检测到当前时间与Beacon基站发送TOF定位信号的时间相同，则判定当前Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距，也就是说当前Beacon基站需要给标签发送TOF定位信号，此时Beacon基站开启Beacon基站UWB模块。
若Beacon基站检测到当前时间还未到达Beacon基站发送TOF定位信号的时间，则判定当前Beacon基站与标签之间不需要进行TOF测距，也就是说当前Beacon基站不需要给标签发送TOF定位信号，此时先不开启Beacon基站UWB模块，等当前时间到达Beacon基站发送TOF定位信号的时间时，再开启Beacon基站UWB模块。
其中，开启Beacon基站UWB模块可以通过唤醒Beacon基站CPU模块以开启Beacon基站UWB模块的方式实现。
值得说明的是，在Beacon基站与标签第一次进行TOF测距时，Beacon基站发送TOF定位信号的时间可由Beacon基站随机确定，也就是说Beacon基站第一次随机发起TOF测距。从第二次开始，每次进行的TOF测距，其Beacon基站发送TOF定位信号的时间由前一次发送TOF定位信号的时间和定位周期共同确定。
S102：通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号。
TOF定位信号用于测量Beacon基站和标签之间的距离。具体地，Beacon基站向标签发送TOF定位信号，标签收到该TOF定位信号后，向Beacon基站发送回复信号，Beacon基站接收该回复信号。获取Beacon基站发送TOF定位信号的时间和接收到回复信号的时间，以及标签接收到TOF定位信号的时间和发出回复信号的时间。根据Beacon基站发送TOF定位信号的时间、Beacon基站接收到回复信号的时间、标签接收到TOF定位信号的时间、标签发出回复信号的时间以及电磁波传播速度，可以计算Beacon基站和标签之间的距离。
TOF定位信号中可以包括Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间。Beacon基站知道自身下次发送TOF定位信号的时间，可以更准确地控制Beacon基站UWB模块的开启和关闭，进一步降低UWB模块的功耗。
示例性地，对Beacon基站和标签的数量不做限定。即本实施方式中可以有一个或多个Beacon基站，以及一个或多个标签。
值得说明的是，在一次定位过程中，无论有多少个标签，Beacon基站只需发送一次TOF定位信号，在该Beacon基站通信覆盖范围内的标签都会接收到该TOF定位信号。例如，Beacon基站通过Beacon基站UWB模块中的第一发射机向标签发送TOF定位信号，该Beacon基站通信覆盖范围内的标签接收该TOF定位信号。
S103：Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
回复信号可以包括标签接收到该TOF定位信号的时间、发出该回复信号的时间以及标签的标识信息等。
示例性地，无论标签有一个还是多个，针对每个标签，当一个Beacon基站向该标签发送TOF定位信号时，标签接收到Beacon基站发送的TOF定位信号后，向该Beacon基站发送回复信号。当多个Beacon基站向该标签发送TOF定位信号时，该标签分别接收每个Beacon基站发送的TOF定位信号，向每个Beacon基站发送回复信号。
Beacon基站通过Beacon基站UWB模块中的第一UWB接收机接收标签发送的回复信息，在接收到标签发送的回复信息后，及时关闭Beacon基站UWB模块，直至下次Beacon基站需要进行TOF测距时再开启Beacon基站UWB模块，并不断重复该过程。
本实施方式中，Beacon基站只需要在进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块，向标签发送TOF定位信号，在接收到标签发送的回复信号后，就立即关闭Beacon基站UWB模块。即Beacon基站只在进行TOF测距时开启Beacon基站UWB模块，其余时间都关闭Beacon基站UWB模块，大幅降低了Beacon基站整机的功耗。
请参见图2，图2是本申请另一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图。可选地，在本申请一些可能的实现方式中，如图2所示的定位方法可以包括：S201～S205，具体如下：
S201：Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块。
S202：通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号。
S203：Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
S201～S203的具体描述可参考图1对应的实施例中S101～S103的描述，此处不再赘述。
现有技术中，由标签发起TOF定位信号，各基站回复，这种定位方式称为上行TOF。本申请中，由Beacon基站发起TOF定位信号，各标签回复，称为下行TOF。由于采用了下行TOF，TOF测距是由Beacon基站主动发起的，因此，Beacon基站只需要在其需要进行TOF测距时才开启Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块，其余时间均关闭，大幅降低了Beacon基站的功耗。
例如，假设服务器设定的定位频率为1Hz，即每个标签1s定位一次，那么对每个Beacon基站而言，每隔1s只需开启一次Beacon基站UWB模块与各标签进行TOF测距，且每次Beacon基站UWB模块开启的持续时间只有几ms，相当于1s内的绝大部分时间Beacon基站UWB模块都处于关闭状态。因此Beacon基站的整机功耗极低。
S204：根据TOF定位信号和回复信号，确定距离信息。
距离信息中可以包括Beacon基站与标签之间的距离、Beacon基站的标识信息以及标签的标识信息等信息。
示例性地，利用TOF测距原理，计算Beacon基站与标签之间的距离。例如，获取Beacon基站发送TOF定位信号的时间和接收到回复信号的时间，将Beacon基站发送TOF定位信号的时间和接收到回复信号的时间的时间间隔记为Tt。获取标签接收到TOF定位信号的时间和发出回复信号的时间，将标签接收到TOF定位信号的时间和发出回复信号的时间的时间间隔记为Tr。通过下述(1)式，计算TOF定位信号在Beacon基站与标签之间的单向飞行时间Tf。
Tf＝(Tt-Tr)/2， (1)
通过下述(2)式，计算Beacon基站与标签之间的距离d。
d＝c*Tf， (2)
上述(2)式中，d表示Beacon基站与标签之间的距离，c表示电磁波传播速度，Tf表示单向飞行时间。
S205：将距离信息通过通信基站发送至服务器。
服务器预先与通信基站通过以太网、无线通信技术(Wi-Fi)等方式建立连接。在服务器与通信基站建立连接的过程中，会经过一些交换机和路由器。具体的连接过程可参考现有技术，此处不再赘述。其中，通信基站需要外部电源供电。
该距离信息用于服务器解析该距离信息，并根据解析结果确定标签的位置。
示例性地，Beacon基站将该距离信息发送至通信基站，通信基站将该距离信息转发至服务器。服务器接收到该距离信息后，通过服务器上的定位引擎解析该距离信息，得到解析结果，根据解析结果确定标签的位置(如坐标)。
为了保证最终得到的标签的位置准确，多个Beacon基站分别将其与该标签的距离信息通过通信基站发送至服务器。服务器在收到多个与该标签相关的距离信息时，对这些距离信息共同解析，从而确定标签的位置。具体的解析方式可参考现有技术，对此不做限定。
可选地，在本申请一些可能的实现方式中，服务器还与终端连接，可将每个标签的位置在终端的显示界面实时显示，以方便用户查看。该终端可以包括手机、车载电脑、平板电脑、可穿戴设备、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtual reality，VR)设备、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、计算机等。
可选地，为了便于后续Beacon基站和标签之间实现BLE定位同步，在Beacon基站与标签进行TOF测距之前，本申请提供的定位方法还可包括：通信基站与服务器进行时间同步。
值得说明的是，本申请中的“时间同步”就是通常意义的时间同步。具体地，本申请中的“时间同步”有两层含义，一方面表示各通信基站与服务器之间进行时间同步，另一方面，表示Beacon基站与标签这两个定位设备与通信基站之间进行时间同步。时间同步结束之后，各个设备的时间已经同步了，但是标签并不知道Beacon基站什么时候发起TOF，所以接下来基于时间同步，还需要进行BLE定位同步。
BLE定位同步指Beacon基站和标签之间定位时刻的同步。通俗的讲，BLE定位同步即各Beacon基站发送BLE信号，BLE信号中携带该Beacon基站后续发起TOF的时间，标签接收该BLE信号，从而标签可以知道各Beacon基站什么时候发起TOF。即通过BLE定位同步，Beacon基站会告知标签该Beacon基站在什么时刻发起TOF测距，从而标签可以在相应的时刻开启标签UWB模块进行TOF测距。
通信基站的数量可以为一个或多个。
示例性地，可采用NTP、IEEE 1588等同步方式，实现通信基站与服务器的时间同步。例如，采用NTP对各个通信基站与服务器进行时间同步的原理为，服务器和每个通信基站之间通过二次报文交换，确定主从时间误差，各个通信基站校准本地时间，完成时间同步，还可校准本地时钟频率。
各个通信基站与服务器经过时间同步后，各个通信基站与服务器之间的误差极小，如误差小于1ms(毫秒)。
由于不同设备的晶振都会产生一定的温漂，即使同一温度、同一标称频率下，不同晶振的频率也会有所不同，会导致时间产生偏差。因此，为了保证时间的准确性，进而提升标签定位的精度，各通信基站与服务器之间的时间同步需要周期性进行，即每隔一段时间对各通信基站与服务器进行一次时间同步。具体的周期可根据实际情况设置，此处不做限定。
可选地，为了使Beacon基站和标签及时发现周围的通信基站，为后面通信基站与Beacon基站、标签之间的通信提供基础，在Beacon基站与标签进行TOF测距之前，本申请提供的定位方法还可包括：通信基站采用低功耗无线网络覆盖整个定位区域，其中，定位区域中部署有若干个Beacon基站和标签。
该低功耗无线网络可以包括ZigBee、LoRa、NB-IoT等。其中，ZigBee的物理层可以为2.4GHz(赫兹)或Sub-1GHz。Sub-1GHz指频段低于1GHz的无线通信，如433MHz、915MHz等，相比于常见的2.4GHz通信，Sub-1GHz具有更优的绕射性能。
示例性地，Beacon基站与标签分别在特定信道上扫描低功耗无线网络，发现周围的通信基站，并选择信号强度RSSI最大的通信基站作为各自的通信基站。其中，特定信道为预先在定位系统中约定的信道。
例如，可预先在定位系统中约定若干个信道(如3个信道)，将每个通信基站的信道配置为这3个信道中的任意一个。针对每个Beacon基站，Beacon基站每次扫描信道时，都会将这3个信道依次扫描一遍，从而发现周围信号覆盖之内的所有通信基站，选择相对于该Beacon基站来说，信号强度RSSI最大的通信基站作为该Beacon基站的通信基站，此时Beacon基站与该通信基站也就建立了连接。
同理，针对每个标签，标签每次扫描信道时，都会将这3个信道依次扫描一遍，从而发现周围信号覆盖之内的所有通信基站，选择相对于该标签来说，信号强度RSSI最大的通信基站作为该标签的通信基站，此时标签与该通信基站也就建立了连接。
另外，还可根据定位区域的面积大小、遮挡物的数量、遮挡物遮挡面积大小、定位设备的发射功率等调整通信基站的部署。例如，定位区域的面积越大，通信基站的数量越多；定位区域的面积越小，通信基站的数量越少；遮挡物的数量越多，通信基站的数量越多；遮挡物的数量越少，通信基站的数量越少等。通常情况下，通信基站的数量远小于Beacon基站的数量。此处仅为示例性说明，对此不做限定。
请参见图3，图3是本申请再一示例性实施例提供的无线时间同步方法的示意性流程图。可选地，在本申请一些可能的实现方式中，在开启Beacon基站UWB模块之前，还可包括Beacon基站与通信基站之间进行无线时间同步的方法，可包括：S301～S303，具体如下：
S301：Beacon基站通过低功耗无线网络向通信基站发送第一同步请求信号，并记录Beacon基站的实时时间。
第一同步请求信号用于同步Beacon基站与通信基站的时间。Beacon基站的实时时间具体可以为Beacon基站的RTC计数值。
请参见图4，图4是本申请示出的Beacon基站或标签与通信基站之间进行无线时间同步的示意图。示例性地，如图4所示，Beacon基站向通信基站发送第一同步请求信号，并记录该Beacon基站的RTC计数值。
例如，针对每个Beacon基站，此前，该Beacon基站与相对于该Beacon基站来说信号强度RSSI最大的通信基站建立了连接，该Beacon基站利用低功耗无线网络周期性地向该通信基站发送第一同步请求信号，并在发送第一同步请求信号的同时，记录该Beacon基站的RTC计数值。具体的周期可根据实际情况设置，如1分钟进行一次，此处不做限定。
S302：接收通信基站基于第一同步请求信号返回的第一同步回复信号。
通信基站接收到Beacon基站发送的第一同步请求信号时，立即记录时间戳信息。其中，时间戳信息具体可以为Unix时间戳。示例性地，如图4所示，通信基站接收到Beacon基站发送的第一同步请求信号时，立即记录Unix时间戳，即在在第一时间记录下该通信基站的Unix时间戳。然后通信基站返回Unix时间戳，例如，通信基站将记录的Unix时间戳通过第一同步回复信号回复给Beacon基站。Beacon基站接收通信基站发送的第一同步回复信号。
例如，针对每个Beacon基站，当该Beacon基站向其对应的通信基站发送第一同步请求信号后，该通信基站立即记录Unix时间戳，并将该Unix时间戳通过第一同步回复信号回复给该Beacon基站，该Beacon基站接收该通信基站发送的第一同步回复信号。
S303：解析第一同步回复信号，得到Beacon基站的实时时间对应的时间戳信息。
Beacon基站的实时时间对应的时间戳信息具体可以为Beacon基站的RTC计数值所对应的Unix时间戳。例如，Beacon基站接收到其对应的通信基站发送的第一同步回复信号后，解析该第一同步回复信号，得到该Beacon基站的RTC计数值所对应的Unix时间戳。具体的解析过程可参考现有技术，此处不再赘述。
从Beacon基站记录RTC计数值到通信基站记录Unix时间戳的过程中，中间经过的时间包括Beacon基站上协议栈的打包时间、无线信号在空中的传播时间以及通信基站上协议栈的解包时间。
这些时间中，无线传播时间为ns(纳秒)级到us(微秒)级(电磁波1us传播约300米)，打包、解包时间大约几十us到一百us。这些时间之和约为一百us，远小于1ms，对于本申请而言完全可以忽略。忽略这些时间后，可以认为通信基站记录Unix时间戳的时刻就是Beacon基站记录RTC计数值的时刻。即Beacon基站对应的通信基站记录的Unix时间戳的时刻，就是该Beacon基站记录RTC计数值的时刻。
因此，Beacon基站接收到第一同步回复信号后，解析出来的Unix时间戳就是Beacon基站本地记录的RTC计数值对应的Unix时间戳。Beacon基站上的RTC计数值以固定频率持续累加，因此Beacon基站可在任意时刻通过本地记录的RTC计数值计算对应的Unix时间戳。
例如，Beacon基站RTC的时钟频率为f(通常f＝32768Hz)，在某次同步请求操作后，Beacon基站记录的RTC计数值为rtc1，解析得到的Unix时间戳为ts1，经过一段时间后，该Beacon基站的RTC计数值变为了rtc2，那么此时的Unix时间戳ts2可通过下述(3)式计算得到。
Figure BDA0003673373520000141
由于通信基站与Beacon基站的晶振都会产生一定的温漂，即使同一温度、同一标称频率下，不同晶振的频率也会有所不同，会导致时间产生偏差。因此，为了保证同步后的时间的准确性，Beacon基站与通信基站之间的无线时间同步需要周期性进行，即每隔一段时间对Beacon基站与通信基站进行一次无线时间同步。具体的周期可根据实际情况设置，如1分钟进行一次，此处不做限定。
可选地，在本申请一些可能的实现方式中，标签在接收Beacon基站发送的TOF定位信号之前，也会与通信基站之间进行无线时间同步。标签与通信基站之间进行无线时间同步的方法，可包括：S401～S403，具体如下：
S401：标签通过低功耗无线网络向通信基站发送第二同步请求信号，并记录标签的实时时间。
第二同步请求信号用于同步标签与通信基站的时间。标签的实时时间具体可以为标签的RTC计数值。示例性地，如图4所示，标签通过低功耗无线网络向通信基站发送第二同步请求信号，并记录该标签的RTC计数值。
例如，针对每个标签，此前，该标签与相对于该标签来说信号强度RSSI最大的通信基站建立了连接，该标签利用低功耗无线网络周期性地向该通信基站发送第二同步请求信号，并在发送第二同步请求信号的同时，记录该标签的RTC计数值。
S402：标签接收通信基站基于第二同步请求信号返回的第二同步回复信号。
如图4所示，通信基站接收到标签发送的第二同步请求信号时，立即记录时间戳信息。其中，时间戳信息具体可以为Unix时间戳。即在第一时间记录下该通信基站的Unix时间戳。然后通信基站返回Unix时间戳，例如，通信基站将记录的Unix时间戳通过第二同步回复信号回复给标签。标签接收通信基站发送的第二同步回复信号。
例如，针对每个标签，当该标签向其对应的通信基站发送第二同步请求信号后，该通信基站立即记录Unix时间戳，并将该Unix时间戳通过第二同步回复信号回复给该标签，该标签接收该通信基站发送的第二同步回复信号。
S403：标签解析第二同步回复信号，得到标签的实时时间对应的时间戳信息。
标签的实时时间对应的时间戳信息具体可以为标签的RTC计数值所对应的Unix时间戳。例如，标签接收到其对应的通信基站发送的第二同步回复信号后，解析该第二同步回复信号，得到该标签的RTC计数值所对应的Unix时间戳。具体的解析过程可参考现有技术，此处不再赘述。
从标签记录RTC计数值到通信基站记录Unix时间戳的过程中，中间经过的时间包括标签上协议栈的打包时间、无线信号在空中的传播时间以及通信基站上协议栈的解包时间。
这些时间中，无线传播时间为ns(纳秒)级到us(微秒)级(电磁波1us传播约300米)，打包、解包时间大约几十us到一百us。这些时间之和约为一百us，远小于1ms，对于本申请而言完全可以忽略。忽略这些时间后，可以认为通信基站记录Unix时间戳的时刻就是标签记录RTC计数值的时刻。即标签对应的通信基站记录的Unix时间戳的时刻，就是该标签记录RTC计数值的时刻。
因此，标签接收到第二同步回复信号后，解析出来的Unix时间戳就是标签本地记录的RTC计数值对应的Unix时间戳。标签上的RTC计数值以固定频率持续累加，因此标签可在任意时刻通过本地记录的RTC计数值计算对应的Unix时间戳。
由于通信基站与标签的晶振都会产生一定的温漂，即使同一温度、同一标称频率下，不同晶振的频率也会有所不同，会导致时间产生偏差。因此，为了保证同步后的时间的准确性，标签与通信基站之间的无线时间同步需要周期性进行，即每隔一段时间对标签与通信基站进行一次无线时间同步。具体的周期可根据实际情况设置，如1分钟进行一次，此处不做限定。
本实施方式中，Beacon基站、标签以及通信基站利用RTC计数值、Unix时间戳实现Beacon基站和标签分别与通信基站之间的无线时间同步，为后续Beacon基站和标签之间建立定位同步提供了基础。且Beacon基站和标签分别与通信基站之间的无线时间同步周期性进行，可保证通信基站、Beacon基站以及标签之间的时钟误差极小，如误差小于1ms(毫秒)，进而有利于后续Beacon基站和标签能够及时开启或关闭各自的UWB模块，从而可以降低各个设备的功耗。
值得说明的是，在本申请一些可能的实现方式中，Beacon基站、标签以及通信基站不进行时间同步，也可实现对标签的定位。即Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；Beacon基站通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。由于Beacon基站只在进行TOF测距时开启Beacon基站UWB模块，其余时间都关闭Beacon基站UWB模块，无需像现有技术中那样一直开启UWB模块，从而大幅降低了Beacon基站整机的功耗。而在另一种实现方式中进行时间同步，可以进一步降低各个设备的功耗。
经过以上流程，少量通信基站利用低功耗无线网络覆盖整个定位区域，且通信基站与服务器周期性进行时间同步。各Beacon基站和标签分别通过低功耗无线网络与通信基站建立无线连接，并周期性与通信基站进行无线时间同步。使得服务器、通信基站、Beacon基站以及标签之间的时间同步，且各通信基站、各Beacon基站以及各标签之间的时间同步误差极小(如均小于1ms)，可以理解为，通信基站、Beacon基站、标签三类设备已完成时间同步，这为后续实现BLE定位同步提供了基础，有利于后续Beacon基站与标签之间通过BLE建立定位同步。
请参见图5，图5是本申请又一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图。可选地，在本申请一些可能的实现方式中，本申请提供的定位方法还可包括S501～S502，具体如下：
S501：根据时间戳信息，确定Beacon基站对应的UWB定位段。
示例性地，时间戳信息具体可以为Unix时间戳。该UWB定位段为定位时间段，该UWB定位段用于Beacon基站处于该UWB定位段时发送TOF定位信号。可以理解为，UWB定位段用于Beacon基站和标签之间进行TOF测距，即Beacon基站和标签的TOF测距发生在该UWB定位段。例如，在该UWB定位段内，Beacon基站向标签发送TOF定位信号，也是在该UWB定位段内，Beacon基站接收标签发送的回复信号。
可选地，在本申请一些可能的实现方式中，上述S501可以包括S5011～S5013，具体如下：
S5011：时间戳信息为设定的BLE同步时刻时，将该BLE同步时刻后的目标时间段确定为BLE同步段。
BLE同步段用于Beacon基站处于BLE同步段时发送BLE同步信号，BLE同步信号用于检测Beacon基站的定位范围内的标签。可以理解为，处于Beacon基站的定位范围内的标签可以接受到Beacon基站发送的BLE同步信号。
BLE同步信号中可以携带Beacon基站的标识信息(如设备ID)和下次发送TOF定位信号的时间。
示例性地，在一种可能的实现方式中，设定的BLE同步时刻可以为整秒时刻。例如，针对每个Beacon基站，若当前Beacon基站的Unix时间戳表示的时刻为整秒时刻，则将该整秒时刻后的目标时间段确定为BLE同步段。若当前Beacon基站的Unix时间戳表示的时刻为非整秒时刻，则不做处理。具体地，Beacon基站CPU模块中可以预先定义定时器，利用该定时器可以确定是否为整秒时刻。目标时间段对应的时长可根据实际情况进行设置，目标时间段以整秒时刻开始，以该时长所对应的时刻结束。如目标时间段对应的时长可以为10ms、20ms、30ms等，对此不做限定。
例如，将整秒时刻后的20ms确定为BLE同步段，也就是说，该BLE同步段的起始时刻为整秒时刻，结束时刻为20ms对应的时刻。
请参见图6，图6是本申请示出的BLE定位同步示意图。如图6所示，以Beacon基站1为例，图6中的整秒时刻后标记了BLE同步段，该BLE同步段的起始时刻为整秒时刻，结束时刻为20ms对应的时刻。
由于各Beacon基站与各标签已完成时间同步，每个Beacon基站对应的整秒时刻相同，确定每个Beacon基站对应的BLE同步段的过程相同。例如，确定图6中Beacon基站2对应的BLE同步段的过程，与确定Beacon基站1对应的BLE同步段的过程相同，此处不再赘述。
S5012：在BLE同步段的两端分别设置保护时长，并将设置保护时长后的BLE同步段确定为BLE同步接收窗。
保护时长可根据实际情况设置、调整，例如，保护时长可以为5ms、10ms等，对此不做限定。例如，在BLE同步段的两端分别留5ms作为保护时长，将设置该保护时长后的BLE同步段确定为BLE同步接收窗，即将BLE同步段和左右两边的保护时长共30ms确定为BLE同步接收窗。可参见图6中标注的BLE同步接收窗。
由于各Beacon基站与各标签已完成时间同步，该BLE同步接收窗也可以是标签的BLE同步接收窗。该BLE同步接收窗用于标签接收Beacon基站发送的BLE同步信号。也就是说，处于Beacon基站的定位范围内的标签，可以通过该BLE同步接收窗接收到Beacon基站发送的BLE同步信号。
示例性地，标签中设置有标签UWB模块、标签CPU模块以及BLE接收机。其中，BLE接收机开启时，标签可接收到Beacon基站发送的BLE同步信号。具体地，每个Beacon基站在每个BLE同步段内随机发射BLE同步信号。该BLE同步信号中携带Beacon基站的标识信息(如设备ID)和下次发送TOF定位信号的时间。
标签可选择某次BLE同步接收窗，在该BLE同步接收窗期间打开该标签中的BLE接收机接收该BLE同步信号。标签接收到Beacon基站发送的BLE同步信号后，就知道了该Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，即知道了Beacon基站什么时候进行下次TOF测距，从而标签可以在合适的时间开启标签中的标签UWB模块、标签CPU模块，或关闭标签UWB模块、标签CPU模块，节省了标签的功耗。
值得说明的是，对于标签而言，无需在每个BLE同步接收窗期间打开BLE接收机，即标签可忽略一些BLE同步接收窗，不开启BLE接收机，不接收BLE同步信号，这样可以降低标签功耗。
标签接收到Beacon基站发送的BLE同步信号后，就知道了该Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，因此标签只需接收一次BLE同步信号，便可持续参与到后续与Beacon基站的TOF测距流程中。但是当标签移动进入新的区域需要与新的Beacon基站进行TOF测距时，就需要标签接收BLE同步信号才能发现新的Beacon基站。因此，标签需要周期性接收BLE同步信号。这样标签既可以发现新的Beacon基站，也可以对失去同步的Beacon基站再次同步。
可选地，将标签相邻两次接收BLE同步信号的时间间隔确定为BLE同步接收间隔。BLE同步接收间隔越大(如10s、15s等)，标签发现新Beacon基站的实时性越低，同时标签的功耗也越低；反之，BLE同步接收间隔越小(如1s、2s等)，标签发现新Beacon基站的实时性越高，同时标签的功耗也越高。由于BLE接收机的功耗相比标签UWB模块而言，大约小一个数量级，因此BLE接收机的功耗对标签的续航影响很小。
可选地，BLE同步接收间隔可由标签自动进行动态调整，从而达到功耗和定位性能的最优。例如，动态调整策略可以为：BLE同步接收间隔等于定位周期。该定位周期为Beacon基站每次发送TOF定位信号的周期。
S5013：计算相邻的两个BLE同步接收窗的间隔，并将间隔确定为UWB定位段。
示例性地，对于相邻的两个BLE同步接收窗，前一个BLE同步接收窗的结束时刻与后一个BLE同步接收窗的起始时刻之间的间隔，即为相邻的两个BLE同步接收窗之间的间隔，将该间隔确定为UWB定位段。即前一个BLE同步接收窗的结束时刻作为该UWB定位段的起始时刻，后一个BLE同步接收窗的起始时刻作为UWB定位段的结束时刻。
例如，两个整秒时刻之间除了30ms外，将其余的970ms定义为UWB定位段。可参见图6中标注的UWB定位段。
本实施方式中，确定了BLE同步段和BLE同步接收窗，Beacon基站在BLE同步段内随机发射BLE同步信号，BLE同步信号中携带有Beacon基站的标识信息(如设备ID)和下次发送TOF定位信号的时间，标签选择某个BLE同步接收窗接收该Beacon基站发射的BLE同步信号，可知道该Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，即知道了该Beacon基站什么时候进行下次TOF测距，从而标签可以在合适的时间开启标签UWB模块、标签CPU模块，或关闭标签UWB模块、标签CPU模块，节省了标签的功耗。
且本实施方式中，标签周期性接收BLE同步信号，可使标签既可以发现新的Beacon基站，也可以对失去同步的Beacon基站再次同步。
另外，本实施方式中还确定了UWB定位段，为后续Beacon基站进行TOF测距提供了基础。
S502：根据UWB定位段，确定Beacon基站发送TOF定位信号的时间。
Beacon基站与标签的进行TOF测距就发生在该UWB定位段，因此可根据该UWB定位段确定Beacon基站发送TOF定位信号的时间。其中，Beacon基站发送TOF定位信号的时间可以包括，Beacon基站第一次发送TOF定位信号的时间，以及之后每次发送TOF定位信号的时间。
本实施方式中，确定了Beacon基站发送TOF定位信号的时间，Beacon基站便可根据发送TOF定位信号的时间选择开启Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块，或关闭Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块，从而大幅降低了Beacon基站的功耗。
可选地，在本申请一些可能的实现方式中，上述S502可以包括S5021～S5023，具体如下：
S5021：确定Beacon基站的定位周期。
示例性地，通常情况下，Beacon基站的定位周期(也就是TOF的定位周期)由服务器配置给Beacon基站和标签。之后，Beacon基站和标签会一直按照这个定位周期工作。
值得说明的是，标签相邻两次接收BLE同步信号的时间间隔，即上述S5012中的BLE同步接收间隔，可配置为该定位周期的倍数。例如，定位周期配置为1s，BLE同步接收间隔可配置为1s、2s、3s……10s等，不同的BLE同步接收间隔会影响标签发现新基站的实时性和标签的功耗，不会影响定位周期。但为了达到功耗和定位性能的最优，可配置为：BLE同步接收间隔等于该Beacon基站的定位周期。
S5022：在UWB定位段中随机选择起始定位时刻，起始定位时刻表示Beacon基站第一次发送TOF定位信号的时间。
每个Beacon基站在其对应的UWB定位段中随机选择起始定位时刻。该起始定位时刻表示Beacon基站第一次发送TOF定位信号的时间，即Beacon基站第一次进行TOF测距的时间。
例如，选择UWB定位段中最中间的时刻作为该Beacon基站的起始定位时刻。又例如，选择UWB定位段的起始时刻作为该Beacon基站的起始定位时刻等。此处仅为示例性说明，对此不做限定。
S5023：根据起始定位时刻和定位周期，确定Beacon基站每次发送TOF定位信号的时间。
示例性地，起始定位时刻加上定位周期即为Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，也就是Beacon基站下次进行TOF测距的时间。Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间加上定位周期即为Beacon基站下下次发送TOF定位信号的时间，也就是Beacon基站下下次进行TOF测距的时间，以此类推，可得到Beacon基站每次发送TOF定位信号的时间。
值得说明的是，所有的定位时刻(即Beacon基站每次发送TOF定位信号的时间)须处于UWB定位段，如果Beacon基站某次计算得到的定位时刻处于BLE同步段或保护时长对应的时间段内，那么需要进行适当退避，以保证定位时刻处于UWB定位段内。
Beacon基站也可根据需要自行调整某次的定位时刻，但同样需要在UWB定位段内调整。无论怎样调整，Beacon基站都会在发送的TOF定位信号中携带下次发送TOF定位信号的时间。
本实施方式中，确定了Beacon基站发送TOF定位信号的时间，Beacon基站便可根据发送TOF定位信号的时间选择开启Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块，或关闭Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块，从而大幅降低了Beacon基站的功耗。
可选地，在本申请一些可能的实现方式中，本申请提供的定位方法还可包括：
S601～S602，S601～S602可在图1对应的实施例后执行，S601～S602具体如下：
S601：根据每个标签返回的回复信号，对各个标签排序。
示例性地，标签的数量为多个。Beacon基站发送一次TOF定位信号，该Beacon基站通信覆盖范围内的各个标签都会接收到该TOF定位信号，各个标签向该Beacon基站返回该回复信号。该Beacon基站通信覆盖范围内的各个标签可以包括新标签，即新加入该Beacon基站的定位范围中的标签。
Beacon基站可根据每个标签返回的回复信号，计算该Beacon基站与每个标签之间的距离，具体的计算方法可参考S204中的描述，此处不再赘述。Beacon基站根据每个距离的大小对各个标签进行排序，得到对应的排序结果。
S602：根据排序结果更新待测标签列表。
TOF定位信号中包括待测标签列表。对于本次TOF测距过程，待测标签列表中包含多个按距离排序的标签(即待测标签)的标识信息。TOF定位信号中的待测标签列表用于该待测标签列表中的各个标识信息对应的标签有序返回回复信号。
而更新后的待测标签列表中包含多个重新按距离排序后的标签(即待测标签)的标识信息。更新后的待测标签列表用于下次进行TOF测距时，该更新后的待测标签列表中的各个标识信息对应的标签有序向Beacon基站返回回复信号。
值得说明的是，Beacon基站在第一次进行TOF测距时，由于此前还未与标签测过距离，即Beacon基站通信覆盖范围内没有标签的信息，此时的待测标签列表为空，该待测标签列表的长度为0。也就是说，Beacon基站第一次发送TOF定位信号时，该TOF定位信号中的待测标签列表为空。
Beacon基站经过一次TOF测距后，确定了通信覆盖范围内各个标签与该Beacon基站的距离，就可以根据每个距离的大小对各个标签进行排序，得到对应的排序结果，根据该排序结果更新待测标签列表。
例如，按照距离由近到远的顺序对各个标签进行排序，根据排序结果，将排序在前(即距离近)的标签填写在待测标签列表的前面，将排序在后(即距离远)的标签填写在待测标签列表的后面。
此后，每次进行TOF测距后，Beacon基站都可根据标签与其的距离更新待测标签列表。
本实施方式中，更新了待测标签列表，便于后续每个标签根据自身在待测标签列表中的位置有序回复Beacon基站，进而在Beacon基站通信覆盖范围内标签过多的情况下，Beacon基站可保证近处标签的测距成功率和测距精度。
请参见图7，图7是本申请另一示例性实施例提供的定位方法的示意性流程图。如图7所示的定位方法应用于标签，该定位方法可以包括：S701～S702，具体如下：
S701：标签接收Beacon基站发送的TOF定位信号。
S702：标签基于TOF定位信号向Beacon基站发送回复信号。
回复信号可以包括标签接收到该TOF定位信号的时间、发出该回复信号的时间以及标签的标识信息等。
示例性地，在一次定位过程中，Beacon基站发送一次TOF定位信号，该Beacon基站通信覆盖范围内的标签都会接收到该TOF定位信号。Beacon基站通信覆盖范围内的标签可以包括新标签，即新加入该Beacon基站的定位范围中的标签。Beacon基站通信覆盖范围内的标签可以为一个或多个，每个标签向该Beacon基站返回该回复信号。
本实施方式中，标签无需主动发送TOF定位信号，而是接收Beacon基站发送的TOF定位信号，并基于TOF定位信号向Beacon基站发送回复信号，便于Beacon基站在接收到该回复信号后，立即关闭Beacon基站UWB模块，从而大幅降低了Beacon基站整机的功耗。
可选地，在一种可能的实现方式中，标签中设置有标签UWB模块，标签接收到的TOF定位信号中包括Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间。该定位方法还可包括：标签根据Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，确定标签UWB模块的开启时间和关闭时间；在检测到当前时间到达开启时间时，开启标签UWB模块；或，在检测到当前时间到达关闭时间时，关闭标签UWB模块。
示例性地，开启后的标签UWB模块用于接收Beacon基站下次发送的TOF定位信号。
例如，标签在接收到TOF定位信号时，确定了Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，可在下次发送TOF定位信号的时间前设置若干时长(如5ms、10ms等)，将该时间前设置若干时长对应的时间作为开启时间。在检测到当前时间到达开启时间时，开启标签UWB模块。例如，标签可在Beacon基站下次发送TOF定位信号前5ms时开启标签UWB模块。
由于标签接收到TOF定位信号后就即刻发送回复信号，所需时间极短，所以可在下次发送TOF定位信号的时间后设置若干时长(如15ms、20ms等)，将该时间后设置若干时长对应的时间作为关闭时间。在检测到当前时间到达关闭时间时，关闭标签UWB模块。或者，标签也可在发送回复信号后立即关闭标签UWB模块。
本实施方式中，标签可以在合适的时间开启标签UWB模块或关闭标签UWB模块，节省了标签的功耗。
可选地，在一种可能的实现方式中，上述S702可以包括：S7021或S7022，具体如下：
S7021：针对每个标签，若检测到标签在待测标签列表中，则标签在预设的时隙段向Beacon基站发送回复信号。
其中，时隙段表示在待测标签列表中的标签将回复信号发送给Beacon基站的时间段。可以理解为，时隙段用于在待测标签列表中的标签，在该时隙段将回复信号发送给Beacon基站。
示例性地，标签接收到的TOF定位信号中包括待测标签列表，当本次TOF测距为首次TOF测距时，该待测标签列表为空。当本次TOF测距为非首次TOF测距时，待测标签列表为更新后的待测标签列表。即根据前一次TOF测距得到的排序结果更新后的待测标签列表。可以理解的是，若有新标签加入该Beacon基站的定位范围，则在更新后的待测标签列表中会包含该新标签的标识信息，便于后续该新标签有序返回回复信号。
示例性地，该标签在接收到的待测标签列表中查找自身的标识信息，如果在该待测标签列表中查找到了自身的标识信息，判定该标签在待测标签列表中。此时，该标签在预设的时隙段将回复信号发送给Beacon基站。
具体地，Beacon基站发送的TOF定位信号可以包括POLL帧(也称UWB TOF测距帧POLL)，标签发送的回复信号可以包括CONF帧。其中，POLL帧中携带有下次发送TOF定位信号的时间和待测标签列表。
例如，Beacon基站向标签发起POLL帧，标签接收到POLL帧后，根据该POLL帧中携带的待测标签列表检测该标签是否在该待测标签列表中。当检测到该标签在待测标签列表时，该标签在预设的时隙段将CONF帧回复给Beacon基站。此处仅为示例性说明，对此不做限定。
S7022：若检测到标签不在待测标签列表中，则标签在预设的竞争段向Beacon基站发送回复信号。
其中，竞争段表示不在待测标签列表中的标签将回复信号发送给Beacon基站的时间段。可以理解为，竞争段用于不在待测标签列表中的标签，在该竞争段将回复信号发送给Beacon基站。
标签接收到的TOF定位信号中包括待测标签列表。示例性地，该标签在接收到的待测标签列表中查找自身的标识信息，如果在该待测标签列表中未查找到自身的标识信息，判定该标签不在待测标签列表中。此时，该标签在预设的竞争段将回复信号发送给Beacon基站。
具体地，Beacon基站向标签发起POLL帧，标签接收到POLL帧后，根据该POLL帧中携带的待测标签列表检测该标签是否在该待测标签列表中。当检测到该标签不在待测标签列表时，该标签在预设的竞争段将CONF帧回复给Beacon基站。此处仅为示例性说明，对此不做限定。
本实施方式中，每个标签根据自身是否在待测标签列表中，从而选择在时隙段或竞争段回复Beacon基站，这种有序的回复方式，使得在Beacon基站通信覆盖范围内标签过多的情况下，Beacon基站可保证近处标签的测距成功率和测距精度。且Beacon基站发送的POLL帧中携带有下次发送TOF定位信号的时间，标签在接收到该POLL帧后，即可知道Beacon基站下次什么时候进行TOF测距，从而可以持续与Beacon基站测距。
可选地，在本申请一些可能的实现方式中，上述S7021可以包括：S70211～S70213，具体如下：
S70211：若检测到标签在待测标签列表中，则获取标签在待测标签列表中的位置。
S70212：根据位置确定标签在时隙段的回复时刻。
S70213：在回复时刻向Beacon基站发送回复信号。
示例性地，待测标签列表中的各个标签是以每个标签与Beacon基站的距离远近排序的，距离近的标签排在前面，距离远的标签排在后面。相应地，排在前面的标签对应的回复时间早于排在后面的标签，每个标签根据各自对应的不同回复时刻将回复信号发送给Beacon基站。
为了便于理解，结合附图说明。请参见图8，图8是本申请示出的下行TOF流程示意图。
如图8所示，TOF定位被分为两个阶段，第一阶段是时隙段，第二阶段是竞争段。时隙段每个时隙长度为500us，竞争段固定长度为1ms。时隙段从POLL帧后的第一个500us时刻开始，持续N*500us结束。其中，N表示待测标签列表长度，可以理解为待测标签列表中标签的个数。
Beacon基站向各标签发送POLL帧，该POLL帧中携带有待测标签列表和下次发送TOF定位信号的时间。该待测标签列表中包含4个标签，依次为标签2、标签3、标签1、标签4。从这4个标签的顺序可知，标签2与Beacon基站的距离最近，标签4与Beacon基站的距离最远。
当POLL帧发出后，假设标签3已经不在此定位区域，标签2、标签1、标签4在此定位区域收到了该待测标签列表，且标签5和标签6是新来此定位区域的标签，也收到了该待测标签列表。
收到待测标签列表的每个标签检查自身是否在待测标签列表中，若在待测标签列表中，则进一步检测自身在待测标签列表中的位置。例如，标签2、标签1以及标签4检查发现自身在待测标签列表中，且检测到标签2在1号位置，标签1在3号位置，标签4在4号位置。同时，标签5和标签6检测到自身不在待测标签列表中。
各标签根据自身是否在待测标签列表中，以及在待测标签列表中的位置按顺序向Beacon基站回复CONF帧。示例性地，在待测标签列表中的标签在时隙段向Beacon基站回复CONF帧，不在待测标签列表中的标签在竞争段向Beacon基站回复CONF帧。
例如，标签2处于1号位置，那么标签2在POLL帧后的第一个500us时刻向Beacon基站回复CONF帧；标签1在3号位置，那么标签1在POLL帧后的第三个500us时刻向Beacon基站回复CONF帧；标签4在4号位置，那么标签4在POLL帧后的第四个500us时刻向Beacon基站回复CONF帧。
本示例中，待测标签列表的长度为4，因此时隙段的长度为4*500us＝2ms。竞争段从时隙段结束后开始，长度固定为1ms。如图8所示，竞争段从POLL帧开始后的第5个500us开始，持续1ms结束。标签5和标签6由于不在待测标签列表中，因此在竞争段内随机选择一个时刻回复。
值得说明的是，Beacon基站第一次发起POLL帧时，由于没有与各个标签测过距离，即Beacon基站没有周围标签的信息，因此无法更新待测标签列表。此时，POLL帧中的待测标签列表为空，即待测标签列表长度为0。相应地，此时，时隙段的长度为0，即没有时隙段，只有竞争段。接收到POLL帧的各个标签在竞争段内随机向Beacon基站回复CONF帧。
Beacon基站经过第一次TOF测距后，确定了通信覆盖范围内各个标签与该Beacon基站的距离，第二次发起TOF测距之前，Beacon基站对已知距离的各个标签排序，如按照距离由近到远排序，便可更新待测标签列表。
此后，每次进行TOF测距后，Beacon基站都可根据标签与其的距离更新待测标签列表。
可选地，Beacon基站可设置最大测距标签个数为M。当Beacon基站通信覆盖范围内的标签个数大于M时，Beacon基站按照距离对最近的M个标签进行排序，这M个标签仍然通过时隙段向Beacon基站回复CONF帧，其余标签通过竞争段向Beacon基站回复CONF帧。这样可使得Beacon基站在通信覆盖范围内标签过多的情况下，Beacon基站可保证近处标签的测距成功率和测距精度。
示例性地，在每个定位周期内，每个Beacon基站都与周围各个标签进行一轮TOF测距。一轮TOF测距结束后，Beacon基站将它与周围各个标签的距离通过通信基站回传到服务器。服务器上的定位引擎根据标签和不同Beacon基站的距离解算出该标签的坐标。
综上所述，本申请提供的定位方法中，通信基站与服务器之间进行时间同步；Beacon基和标签分别与通信基站进行无线时间同步，在每个整秒时刻后的20ms即同步段内，各Beacon基站发射BLE同步信号，该BLE同步信号中携带下次发送TOF定位信号的时间。标签通过在BLE同步接收窗内接收BLE同步信号，可知道各Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，即知道各Beacon基站下次进行TOF测距的时间。
Beacon基站在进行TOF测距的过程中，在POLL帧中也携带下次发送TOF定位信号的时间，标签每次进行TOF测距时，可知道各Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间。因此，标签可持续不断地与Beacon基站进行TOF测距。标签知道Beacon基站什么时候进行下次TOF测距，从而可以在合适的时间开启标签UWB模块、标签CPU模块，或关闭标签UWB模块、标签CPU模块，节省了标签的功耗。
而TOF测距是由Beacon基站主动发起的，因此，Beacon基站只需要在其需要进行TOF测距时才开启Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块，其余时间均关闭，大幅降低了Beacon基站的功耗。
可见，本申请提供的定位方法，在显著降低Beacon基站功耗的同时，也节省了标签的功耗。因此，使得该定位方法应用在各个场景(如电厂、化工厂、隧道、煤矿厂、建筑工地、机场、公司、养老院、地下室、商圈、展厅、博物馆、医院、智慧工厂等)时，提高了可行性和实用价值。
另外，当有新标签进入定位区域后，新标签通过接收Beacon基站发射的BLE同步信号，即可参与到下次TOF测距的竞争段中。新标签通过竞争段进入Beacon基站的待测标签列表，从而在后面的测距中进入时隙段。进而保证能够准确地对每个标签进行定位。
当有过多的标签与Beacon基站测距时，Beacon基站只保留最近的M个标签在时隙段回复，其余标签通过竞争段回复，这样可使得Beacon基站在通信覆盖范围内标签过多的情况下，Beacon基站保证近处标签的测距成功率和测距精度。
值得说明的是，若Beacon基站在测距过程中检测到了其他Beacon基站的测距信号，说明这两个Beacon基站的进行TOF测距的时间产生了冲突，那么检测到冲突的Beacon基站进行随机退避。这样可保证每个Beacon基站都准确地测量到其与标签之间的距离。
本申请实施例还提供了一种定位系统，该定位系统可用于实现上述定位方法。具体实现过程请参阅上述各个实施例中关于定位方法的相关描述，本实施例中不再赘述。
该定位系统包括：Beacon基站和标签，Beacon基站中设置有Beacon基站UWB模块。
Beacon基站用于，Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；
标签用于，接收Beacon基站发送的TOF定位信号；基于TOF定位信号向Beacon基站发送回复信号；
Beacon基站还用于，接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
可选地，在一种可能的实现方式中，该定位系统还可包括服务器和通信基站。其中，服务器与通信基站进行时间同步，Beacon基站和标签分别通过低功耗无线网络与通信基站进行时间同步。
例如，Beacon基站中设置有Beacon基站通信模块，Beacon基站可以通过该Beacon基站通信模块实现与通信基站、标签之间的通信和同步。标签中设置有标签通信模块，标签可以通过该标签通信模块实现与通信基站、Beacon基站之间的通信和同步。
Beacon基站还用于，根据TOF定位信号和回复信号，确定距离信息；将距离信息发送至通信基站；
通信基站用于，将距离信息转发至服务器；
服务器用于，解析距离信息，并根据解析结果确定标签的位置。
请参见图9，图9是本申请一实施例提供的一种定位系统的示意图。该定位系统可用于实现上述定位方法。具体请参阅上述各个实施例中关于定位方法的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。如图9所示，该定位系统包括：服务器、通信基站、Beacon基站以及标签。图9中Beacon基站、标签、服务器以及通信基站的数量仅为示例性说明，实际对此不做限定。
示例性地，在进行TOF测距前，采用NTP、IEEE 1588等同步方式，实现通信基站与服务器的时间同步；通信基站采用低功耗无线网络覆盖整个定位区域，定位区域中部署有若干个Beacon基站和标签。Beacon基、标签分别与通信基站通过低功耗无线网络进行无线时间同步。
各Beacon基站与标签之间进行BLE同步和TOF测距。示例性地，在每个整秒时刻后的同步段内，各Beacon基站发射BLE同步信号，该BLE同步信号中携带下次发送TOF定位信号的时间。标签通过在BLE同步接收窗内接收BLE同步信号，可知道各Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，即知道各Beacon基站下次进行TOF测距的时间。
Beacon基站在进行TOF测距的过程中，在POLL帧中也携带下次发送TOF定位信号的时间，标签每次进行TOF测距时，可知道各Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间。因此，标签可持续不断地与Beacon基站进行TOF测距。标签知道Beacon基站什么时候进行下次TOF测距，从而可以在合适的时间开启标签UWB模块、标签CPU模块，或关闭标签UWB模块、标签CPU模块，节省了标签的功耗。
而TOF测距是由Beacon基站主动发起的，因此，Beacon基站只需要在其需要进行TOF测距时才开启Beacon基站UWB模块、Beacon基站CPU模块，其余时间均关闭，大幅降低了Beacon基站的功耗。
可见，上述定位系统在实现定位方法时，不仅显著降低Beacon基站功耗，还节省了标签的功耗。因此，将该定位系统应用在各个场景(如电厂、化工厂、隧道、煤矿厂、建筑工地、机场、公司、养老院、地下室、商圈、展厅、博物馆、医院、智慧工厂等)时，提高了可行性和实用价值。
请参见图10，图10是本申请一实施例提供的一种应用于Beacon基站的定位装置的结构框图。如图10所示，应用于Beacon基站的定位装置，包括：
决策模块810，用于Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；
发送模块820，用于通过Beacon基站UWB模块向标签发送TOF定位信号，TOF定位信号用于测量Beacon基站与标签之间的距离；
接收模块830，用于Beacon基站接收标签基于TOF定位信号返回的回复信号，并关闭Beacon基站UWB模块。
可选地，应用于Beacon基站的定位装置还可包括：
记录模块，用于向通信基站发送第一同步请求信号，并记录Beacon基站的实时时间，第一同步请求信号用于同步Beacon基站与通信基站的时间；
接收模块，用于接收通信基站基于第一同步请求信号返回的第一同步回复信号；
解析模块，用于解析第一同步回复信号，得到Beacon基站的实时时间对应的时间戳信息。
可选地，应用于Beacon基站的定位装置还可包括：
时间戳确定模块，用于根据时间戳信息，确定Beacon基站对应的UWB定位段，该UWB定位段为定位时间段，该UWB定位段用于Beacon基站处于UWB定位段时发送TOF定位信号；
定位段确定模块，用于根据UWB定位段，确定Beacon基站发送TOF定位信号的时间。
可选地，时间戳确定模块具体用于：时间戳信息为设定的BLE同步时刻时，将该BLE同步时刻后的目标时间段确定为BLE同步段，该BLE同步段用于Beacon基站处于BLE同步段时发送BLE同步信号，BLE同步信号用于检测Beacon基站的定位范围内的标签；在BLE同步段的两端分别设置保护时长，并将设置保护时长后的BLE同步段确定为BLE同步接收窗，该BLE同步接收窗用于标签接收BLE同步信号；计算相邻的两个BLE同步接收窗的间隔，并将间隔确定为UWB定位段。
可选地，定位段确定模块具体用于：确定Beacon基站的定位周期；在UWB定位段中随机选择起始定位时刻，该起始定位时刻表示Beacon基站第一次发送TOF定位信号的时间；根据起始定位时刻和定位周期，确定Beacon基站每次发送TOF定位信号的时间。
可选地，应用于Beacon基站的定位装置还可包括：
距离信息确定模块，用于根据TOF定位信号和回复信号，确定距离信息；
转发模块，用于将距离信息通过通信基站发送至服务器，该距离信息用于服务器解析距离信息，并根据解析结果确定标签的位置。
可选地，应用于Beacon基站的定位装置还可包括：
排序模块，用于根据每个标签返回的回复信号，对各个标签排序；
更新模块，用于根据排序结果更新待测标签列表，更新后的待测标签列表用于下次进行TOF测距时，该更新后的待测标签列表中的各个标签有序返回回复信号。
请参见图11，图11是本申请一实施例提供的一种应用于标签的定位装置的结构框图。如图11所示，应用于标签的定位装置，包括：
接收模块910，用于标签接收Beacon基站发送的TOF定位信号；
发送模块920，用于标签基于TOF定位信号向该Beacon基站发送回复信号。
可选地，应用于标签的定位装置还包括标签UWB模块。
可选地，应用于标签的定位装置还可包括：
确定模块，用于根据Beacon基站下次发送TOF定位信号的时间，确定标签UWB模块的开启时间和关闭时间；
检测模块，用于在检测到当前时间到达开启时间时，开启标签UWB模块，开启后的标签UWB模块用于接收Beacon基站下次发送的TOF定位信号；或，在检测到当前时间到达关闭时间时，关闭标签UWB模块。
可选地，应用于标签的定位装置还可包括：
记录模块，用于向通信基站发送第二同步请求信号，并记录标签的实时时间，第二同步请求信号用于同步标签与通信基站的时间；
同步信号接收模块，用于接收通信基站基于第二同步请求信号返回的第二同步回复信号；
解析模块，用于解析第二同步回复信号，得到标签的实时时间对应的时间戳信息。
可选地，发送模块920具体用于：针对每个标签，若检测到标签在待测标签列表中，则标签在预设的时隙段向Beacon基站发送回复信号；或，若检测到标签不在待测标签列表中，则标签在预设的竞争段向Beacon基站发送回复信号。
可选地，发送模块920还用于：若检测到标签在待测标签列表中，则获取标签在待测标签列表中的位置；根据位置确定标签在时隙段的回复时刻；在回复时刻向Beacon基站发送回复信号。
需要说明的是，上述模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
请参见图12，图12是本申请一实施例提供的一种Beacon基站的结构框图。如图12所示，该Beacon基站11包括：
至少一个处理器1101(图12中仅示出一个)处理器、存储器1102、Beacon基站UWB模块1103、存储在存储器1102中并可在至少一个处理器1101上运行的计算机程序1104，以及Beacon基站通信模块1105，处理器1101执行计算机程序1104时实现上述定位方法实施例中的步骤。
Beacon基站11可以通过Beacon基站通信模块1105实现与通信基站、标签之间的通信和同步。例如，可以基于该Beacon基站通信模块1105利用低功耗无线网络向通信基站发送同步请求信号，从而实现Beacon基站11与通信基站之间的时间同步。其中，低功耗无线网可以包括ZigBee、LoRa、NB-IoT等。
本领域技术人员可以理解，图12仅仅是Beacon基站的举例，并不构成对Beacon基站的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器1101可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器1101还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、SOC、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器1102在一些实施例中可以是Beacon基站11的内部存储单元，例如Beacon基站11的硬盘或内存。存储器1102在另一些实施例中也可以是Beacon基站11的外部存储设备，例如Beacon基站11上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
进一步地，存储器1102还可以既包括Beacon基站11的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1102用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器1102还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
请参见图13，图13是本申请一实施例提供的一种标签的结构框图。如图13所示，该标签12包括：
至少一个处理器1201(图13中仅示出一个)处理器、存储器1202、标签UWB模块1203、存储在存储器1202中并可在至少一个处理器1201上运行的计算机程序1204，以及标签通信模块1205，处理器1201执行计算机程序1204时实现上述定位方法实施例中的步骤。
标签12可以通过标签通信模块1205实现与通信基站、Beacon基站之间的通信和同步。例如，可以基于该标签通信模块1205利用低功耗无线网络向通信基站发送同步请求信号，从而实现标签12与通信基站之间的时间同步。
本领域技术人员可以理解，图13仅仅是标签的举例，并不构成对标签的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器1201可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器1201还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、SOC、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器1202在一些实施例中可以是标签12的内部存储单元，例如标签12的硬盘或内存。存储器1202在另一些实施例中也可以是标签12的外部存储设备，例如标签12上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
进一步地，存储器1202还可以既包括标签12的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1202用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如计算机程序的程序代码等。存储器1202还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本申请实施例提供了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程序。计算机程序被处理器执行时实现应用于Beacon基站的方法。
本申请实施例提供了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程序，计算机程序被处理器执行时实现应用于标签的方法。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在第一设备上运行时，使得终端设备执行上述应用于Beacon基站的方法。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在第二设备上运行时，使得终端设备执行上述应用于标签的方法。
本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括存储器和处理器，处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现应用于Beacon基站的方法。
本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括存储器和处理器，处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现应用于标签的方法。
本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括处理器，处理器与第八方面提供的计算机可读存储介质耦合，处理器执行计算机可读存储介质中存储的计算机程序，以实现应用于Beacon基站的方法。
本申请实施例提供了一种芯片系统，芯片系统包括处理器，处理器与第九方面提供的计算机可读存储介质耦合，处理器执行计算机可读存储介质中存储的计算机程序，以实现应用于标签的方法。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到第一设备或第二设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置、系统、Beacon基站或标签，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种定位方法，其特征在于，应用于Beacon基站，所述Beacon基站中设置有Beacon基站UWB模块，所述定位方法包括：
所述Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启所述Beacon基站UWB模块；
通过所述Beacon基站UWB模块向所述标签发送TOF定位信号，所述TOF定位信号用于测量所述Beacon基站与所述标签之间的距离；
所述Beacon基站接收所述标签基于所述TOF定位信号返回的回复信号，并关闭所述Beacon基站UWB模块。
2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启所述Beacon基站UWB模块之前，所述定位方法还包括：
所述Beacon基站通过低功耗无线网络向通信基站发送第一同步请求信号，并记录所述Beacon基站的实时时间，所述第一同步请求信号用于同步所述Beacon基站与所述通信基站的时间；
接收所述通信基站基于所述第一同步请求信号返回的第一同步回复信号；
解析所述第一同步回复信号，得到所述Beacon基站的实时时间对应的时间戳信息。
3.如权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述定位方法还包括：
根据所述时间戳信息，确定所述Beacon基站对应的UWB定位段，所述UWB定位段为定位时间段，所述UWB定位段用于所述Beacon基站处于所述UWB定位段时发送所述TOF定位信号；
根据所述UWB定位段，确定所述Beacon基站发送所述TOF定位信号的时间。
4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述时间戳信息，确定所述Beacon基站对应的UWB定位段，包括：
所述时间戳信息为设定的BLE同步时刻时，将所述BLE同步时刻后的目标时间段确定为BLE同步段，所述BLE同步段用于所述Beacon基站处于所述BLE同步段时发送BLE同步信号，所述BLE同步信号用于检测所述Beacon基站的定位范围内的标签；
在所述BLE同步段的两端分别设置保护时长，并将设置所述保护时长后的BLE同步段确定为BLE同步接收窗，所述BLE同步接收窗用于所述标签接收所述BLE同步信号；
计算相邻的两个所述BLE同步接收窗的间隔，并将所述间隔确定为所述UWB定位段。
5.如权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述UWB定位段，确定所述Beacon基站发送所述TOF定位信号的时间，包括：
确定所述Beacon基站的定位周期；
在所述UWB定位段中随机选择起始定位时刻，所述起始定位时刻表示所述Beacon基站第一次发送所述TOF定位信号的时间；
根据所述起始定位时刻和所述定位周期，确定所述Beacon基站每次发送所述TOF定位信号的时间。
6.如权利要求2至5任一项所述的定位方法，其特征在于，所述接收所述标签基于所述TOF定位信号返回的回复信号，并关闭所述Beacon基站UWB模块之后，所述定位方法还包括：
根据所述TOF定位信号和所述回复信号，确定距离信息；
将所述距离信息通过所述通信基站发送至服务器，所述距离信息用于所述服务器解析所述距离信息，并根据解析结果确定所述标签的位置。
7.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述标签的数量为多个，所述TOF定位信号中包括待测标签列表，所述定位方法还包括：
根据每个所述标签返回的回复信号，对各个所述标签排序；
根据排序结果更新所述待测标签列表，更新后的待测标签列表用于下次进行TOF测距时，所述更新后的待测标签列表中的各个所述标签有序返回回复信号。
8.一种定位方法，其特征在于，应用于标签，所述定位方法包括：
所述标签接收Beacon基站发送的TOF定位信号；
所述标签基于所述TOF定位信号向所述Beacon基站发送回复信号。
9.如权利要求8所述的定位方法，其特征在于，所述标签中设置有标签UWB模块，所述TOF定位信号中包括所述Beacon基站下次发送所述TOF定位信号的时间，所述定位方法还包括：
所述标签根据所述Beacon基站下次发送所述TOF定位信号的时间，确定所述标签UWB模块的开启时间和关闭时间；
在检测到当前时间到达所述开启时间时，开启所述标签UWB模块，开启后的所述标签UWB模块用于接收所述Beacon基站下次发送的所述TOF定位信号；
或，在检测到当前时间到达所述关闭时间时，关闭所述标签UWB模块。
10.如权利要求8所述的定位方法，其特征在于，所述接收Beacon基站发送的TOF定位信号之前，所述定位方法还包括：
所述标签通过低功耗无线网络向通信基站发送第二同步请求信号，并记录所述标签的实时时间，所述第二同步请求信号用于同步所述标签与所述通信基站的时间；
接收所述通信基站基于所述第二同步请求信号返回的第二同步回复信号；
解析所述第二同步回复信号，得到所述标签的实时时间对应的时间戳信息。
11.如权利要求8至10任一项所述的定位方法，其特征在于，所述标签的数量为多个，所述TOF定位信号中包括待测标签列表，所述基于所述TOF定位信号向所述Beacon基站发送回复信号，包括：
针对每个所述标签，若检测到所述标签在所述待测标签列表中，则所述标签在预设的时隙段向所述Beacon基站发送所述回复信号；
或，若检测到所述标签不在所述待测标签列表中，则所述标签在预设的竞争段向所述Beacon基站发送所述回复信号。
12.如权利要求11所述的定位方法，其特征在于，所述若检测到所述标签在所述待测标签列表中，则所述标签在预设的时隙段向所述Beacon基站发送所述回复信号，包括：
若检测到所述标签在所述待测标签列表中，则获取所述标签在所述待测标签列表中的位置；
根据所述位置确定所述标签在所述时隙段的回复时刻；
在所述回复时刻向所述Beacon基站发送所述回复信号。
13.一种定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：Beacon基站和标签，所述Beacon基站中设置有Beacon基站UWB模块，
所述Beacon基站用于，所述Beacon基站与所述标签之间需要进行TOF测距时，开启所述Beacon基站UWB模块；通过所述Beacon基站UWB模块向所述标签发送TOF定位信号，所述TOF定位信号用于测量所述Beacon基站与所述标签之间的距离；
所述标签用于，接收所述Beacon基站发送的所述TOF定位信号；基于所述TOF定位信号向所述Beacon基站发送回复信号；
所述Beacon基站还用于，接收所述标签基于所述TOF定位信号返回的回复信号，并关闭所述Beacon基站UWB模块。
14.如权利要求13所述的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括服务器和通信基站，所述服务器与所述通信基站进行时间同步，所述Beacon基站和所述标签分别通过低功耗无线网络与所述通信基站进行时间同步，
所述Beacon基站还用于，根据所述TOF定位信号和所述回复信号，确定距离信息；将所述距离信息发送至所述通信基站；
所述通信基站用于，将所述距离信息转发至所述服务器；
所述服务器用于，解析所述距离信息，并根据解析结果确定所述标签的位置。
15.一种定位装置，其特征在于，应用于Beacon基站，包括：
决策模块，用于所述Beacon基站与标签之间需要进行TOF测距时，开启Beacon基站UWB模块；
发送模块，用于通过所述Beacon基站UWB模块向所述标签发送TOF定位信号，所述TOF定位信号用于测量所述Beacon基站与所述标签之间的距离；
接收模块，用于所述Beacon基站接收所述标签基于所述TOF定位信号返回的回复信号，并关闭所述Beacon基站UWB模块。
16.一种定位装置，其特征在于，应用于标签，包括：
接收模块，用于所述标签接收Beacon基站发送的TOF定位信号；
发送模块，用于所述标签基于所述TOF定位信号向所述Beacon基站发送回复信号。
17.一种Beacon基站，包括存储器、处理器、Beacon基站UWB模块以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的定位方法。
18.一种标签，包括存储器、处理器、标签UWB模块以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8至12任一项所述的定位方法。
19.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的定位方法。
20.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8至12任一项所述的定位方法。
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