CN116723569A - 支持应急通信的多模定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持应急通信的多模定位方法及系统，涉及通信定位领域。该方法的步骤包括：布置定位基站；多模定位终端根据接收的不同基站的信号，确定工作模式，工作模式包括室内定位模式和室外定位模式；多模定位终端在室内定位模式下仅储存UWB基站、蓝牙信标和/或RFID基站对应的定位信息；室外定位模式下仅储存卫星基站对应的定位信息；多模定位终端在不同的工作模式下接收到对应的基站发出的信号后，根据接收的信号形成并储存定位信息、并通过当前基站上传至控制端。本发明在结合多种定位方式的基础上，能够根据定位场景自动切换定位方式，进而显著提高定位精度的基础上合理控制成本。

Description

支持应急通信的多模定位方法及系统
技术领域
本发明涉及通信定位领域，具体涉及一种支持应急通信的多模定位方法及系统。
背景技术
化工领域作为高危行业一直备受社会关注，化工厂区由于面积大、人员多、设备物资管理不够信息化，所以很多安全隐患不易排查。往往爆炸、火灾、有毒气体泄漏这些事故就是因为小隐患导致了大损失。
结合化工厂区人员物资管理难、危急险情求助难、突发事故救援难、不同岗位监管难等问题。需要一种设备加强化工企业生产区域人员管控，需要分类统计出入生产区域企业人员、外来人员信息，精确显示生产区域内在线人员动态，第一时间掌握企业应急状态时涉险人员情况，提高应急救援效率，杜绝未经培训、未经批准人员进入生产区域。
目前，业界在思考并实现对化工行业人员进行定位时，存在以下难以解决的困难：
化工行业人员的移动轨迹包括户外、厂房、储罐和办公楼等，具体场景包括多层、中空、楼梯、窗户等，因此使用单一的定位技术是无法准确获取定位信息的。例如使用卫星定位等技术可以实现室外定位，但是室内定位接收不到卫星信号；又如使用UWB、蓝牙及RFID等定位技术，可以通过布设基站解决室内定位问题，但是由于发射距离有限，在室外实现定位网络全覆盖的建设及维护成本高昂。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：如何根据定位场景自动切换定位方式，进而显著提高定位精度的基础上合理控制成本。
为达到以上目的，本发明提供的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：布置定位基站，定位基站包括位于室内至室外的每个出入口的2个RFID基站；定位基站还包括位于室内的每个楼层的1个RFID基站、至少1个蓝牙信标和/或至少1个UWB基站，同一楼层的RFID基站、蓝牙信标和UWB基站的楼层标识相同；
S2：多模定位终端根据接收的不同基站的信号，确定工作模式，工作模式包括室内定位模式和室外定位模式；
S3：多模定位终端在室内定位模式下仅储存UWB基站、蓝牙信标和/或RFID基站对应的定位信息；室外定位模式下仅储存卫星基站对应的定位信息；多模定位终端在不同的工作模式下接收到对应的基站发出的信号后，根据接收的信号形成并储存定位信息、并通过当前基站上传至控制端。
在上述技术方案的基础上，S2的具体流程包括：定义位于所述每个出入口的2个RFID基站为靠近室外的Ak1和靠近室内的Ak2；
当多模定位终端在指定时间内连续收到Ak1和Ak2发出的信号时，若Ak1的信号在前，确定工作模式为室内定位模式；若Ak2的信号在前，确定工作模式为室外定位模式；
当多模定位终端收到任意蓝牙信标发出的信号、且在指定时间以前未收到RFID基站发出的信号时，确定工作模式为室内定位模式；
当多模定位终端收到任意UWB基站发出的信号、且在指定时间以前未收到RFID基站和蓝牙信标发出的信号、且与任意UWB基站的相对距离在抗干扰范围以内时，确定工作模式为室内定位模式；
多模定位终端收到卫星基站发出的信号、且在指定时间以前未收到UWB基站、RFID基站和蓝牙信标发出的信号，则将工作模式切换为室外定位模式。
在上述技术方案的基础上，S3中多模定位终端在室内定位模式下的工作流程包括：
当多模定位终端收到RFID基站发出的RFID信号，忽略之后指定时间内收到的其他信号；根据当前时间、当前RFID信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前RFID基站的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站上传至控制端；
当多模定位终端收到蓝牙信标发出的蓝牙信号，忽略之后指定时间内收到的UWB信号；根据当前时间、当前蓝牙信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前蓝牙信标的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站上传至控制端；
当多模定位终端收到UWB基站发出的UWB信号、且之前是否储存根据RFID信号、蓝牙信号和/或UWB信号形成的定位信息时，将存储的最近一次的定位信息对应的定位基站作为参考设备，将参考设备的楼层标识作为参考标识；在当前UWB基站的楼层标识与参考标识相同时，根据当前时间、参考设备信息和参考标识、以及多模定位终端与参考设备的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站上传至控制端。
在上述技术方案的基础上，S3中多模定位终端在室外定位模式下的工作流程包括：多模定位终端收到卫星基站发出的卫星信号时，根据卫星信号确定室外坐标，将室外坐标和当前时间形成定位信息、并通过定位基站上传至控制端。
在上述技术方案的基础上，S3中多模定位终端将定位信息通过定位基站上传至控制端的流程包括：定期读取存储的所有定位信息并发送至定位基站，收到定位基站的确认收到的反馈信号后清空所有已存储的定位信息。
在上述技术方案的基础上，S2还包括以下步骤：当多模定位终端与公众通信网通信异常时，进入应急状态；在应急状态下，多模定位终端将自身终端信息和存储的所有定位信息形成带有时间标签的应急数据包、并定期对周边的多模定位终端进行数据广播；其他多模定位终端将收到的应急数据包转发至控制端。
在上述技术方案的基础上，S2中多模定位终端在收到应急数据包之后，转发应急数据包之前，还包括以下步骤：多模定位终端获取收到的当前应急数据包的ID信息和对应的当前时间标签：
若已经存储过相同ID的应急数据包，且存储的应急数据包的时间标签，与当前时间标签相同或者晚于当前时间标签，则丢弃当前应急数据包；若未存储相同ID的应急数据包，则存储当前应急数据包；若已经存储过相同ID的应急数据包、且已经存储的应急数据包的时间标签早于当前时间标签，则用当前数据包覆盖已存储的相同ID的应急数据包。
在上述技术方案的基础上，S2还包括以下步骤：在室内定位模式或室外定位模式下，若在待机检测时长内未收到任意定位基站发出的信号，则将工作模式切换为待机模式。
在上述技术方案的基础上，S1中布置蓝牙信标和/或UWB基站的要求为：定义场景A为UWB信号传输不会被阻挡；场景B为UWB信号传输会被阻挡，场景C为同时包括场景A和B；若当前楼层为场景A，则布置UWB基站，若当前楼层为场景B，则布置蓝牙信标，若当前楼层为场景C，则在与场景B对应的部分布置UWB基站，在与场景C对应的部分布置蓝牙信标。
本发明提供的实现上述方法的支持应急通信的多模定位系统，包括控制端，该系统还包括若干定位基站和多模定位终端，多模定位终端的定位信息上传至控制端；
多模定位终端包括MCU、以及与MCU通信的卫星定位模块、蓝牙定位模块、UWB定位模块、RFID定位模块、无线通讯模块、应急通信模块和电源管理模块；
通过卫星定位时，卫星定位模块接收卫星基站发出的卫星信号， MCU根据卫星信号得到室外坐标，将室外坐标和当前时间形成定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站；
通过蓝牙信标定位时，蓝牙定位模块接收蓝牙信标发出的蓝牙信号， MCU根据蓝牙信号得到多模定位终端相对于蓝牙信标的相对位置坐标；根据当前时间、当前蓝牙信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前蓝牙信标的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站；
通过UWB基站定位时，UWB定位模块接收UWB基站的反馈信号，MCU根据反馈信号得到基于多模定位终端与UWB基站的相对位置坐标；根据当前时间、参考设备信息和楼层标识、以及与参考设备的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站；
通过RFID基站定位时，RFID定位模块接收RFID基站的RFID信号；MCU根据当前时间、当前RFID信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前RFID基站的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）与现有技术中提出的使用单一的定位技术来实现化工行业人员相比，本发明将北斗、蓝牙、UWB和RFID几种定位方式进行了结合，并且根据接收的不同基站的信号，来确定室外或室内工作模式，在室内定位模式下仅储存UWB基站、蓝牙信标和/或RFID基站对应的定位信息；在室外定位模式下仅储存卫星基站对应的定位信息。因此，本发明在结合多种定位方式的基础上，同时使用在室外空阔空间、室内分层及房间小范围定位场景，并根据定位场景自动切换定位方法；即通过工作模式的区分、以及不同工作模式下工作方式的不同，来避免了不同定位基站之间信号的干扰，进而不仅显著提高了定位精度，而且合理的控制了使用成本。
（2）在定位基站因爆炸、火灾等紧急情况发送损坏时，本发明能够通过广播的方式，将无法与定位基站通信的多模定位终端的应急数据包，通过其他通信正常多模定位终端上传至控制端。因此，本发明的通信质量较好，“网络坚韧度”较高，可有效保证灾变情况下人员位置信息的有效上传，便于及时救援。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明实施例中支持应急通信的多模定位系统的结构框图。
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，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
参见图1所示，本发明实施例中支持应急通信的多模定位方法，包括以下步骤：
S1：布置定位基站，定位基站包括位于室内至室外的每个出入口的2个RFID基站：靠近室外的Ak1和靠近室内的Ak2，RFID基站的覆盖半径为3~5m，2个RFID基站之间的间距为5~10m；定位基站还包括位于室内的每个楼层的1个RFID基站、至少1个蓝牙信标和/或至少1个UWB基站，同一楼层的RFID基站、蓝牙信标和UWB基站的楼层标识相同（例如设备ID的前缀相同）。
S1中布置蓝牙信标和/或UWB基站的要求为：定义场景A为UWB信号传输不会被阻挡（例如空旷的平层）；场景B为UWB信号传输会被阻挡（例如楼层中包括多个房间），场景C为同时包括场景A和B；若当前楼层为场景A，则布置UWB基站，若当前楼层为场景B，则布置蓝牙信标，若当前楼层为场景C，则在与场景B对应的部分布置UWB基站，在与场景C对应的部分布置蓝牙信标。
S2：工作模式确定流程：多模定位终端（即用户持有的终端）根据接收的不同基站的信号，确定工作模式，工作模式包括室内定位模式和室外定位模式；还包括一个开机时默认的待机模式。
优选的，S2的具体流程包括：
多模定位终端在指定时间内（2~5s）内连续收到Ak1和Ak2发出的信号时（没有连续收到信号时不切换模式），若先收到Ak1的信号，后收到Ak2的信号，则确定工作模式为室内定位模式（即将工作模式切换为室内定位模式）；若先收到Ak2的信号，后收到Ak1的信号，则确定工作模式为室外定位模式；
多模定位终端收到任意蓝牙信标发出的信号、且在指定时间（2~5s）以前未收到RFID基站发出的信号，则将工作模式切换为室内定位模式；
多模定位终端收到任意UWB基站发出的信号时、且在指定时间以前（2~5s）未收到RFID基站和蓝牙信标发出的信号、且与任意UWB基站的相对距离在抗干扰范围以内（3~10m）时，则将工作模式切换为室内定位模式；
多模定位终端收到卫星基站发出的信号（北斗卫星导航系统中卫星发射的无线电信号）、且在指定时间（2~5s）以前未收到UWB基站、RFID基站和蓝牙信标发出的信号，则将工作模式切换为室外定位模式；
多模定位终端在室内定位模式或室外定位模式下，若在待机检测时长内（连续60S）未收到任意定位基站（北斗卫星基站、RFID、UWB或蓝牙基站）发出的信号，则将工作模式切换为待机模式。
由此可知，本发明根据收到的不同信号，能够准确判断出多模定位终端在室内还是室外，进而为后续不同模式下的工作方式提供了有力支撑。
S3：定位流程：多模定位终端在不同的工作模式下接收到对应的基站发出的信号后，根据接收的信号形成并储存定位信息、并通过当前基站上传至控制端；室内定位模式下仅储存UWB基站、蓝牙信标和/或RFID基站对应的定位信息；室外定位模式下仅储存卫星基站对应的定位信息；待机模式下不存储任何定位信息。
优选的，S3的具体流程包括：
在室内定位模式下：
当多模定位终端收到RFID基站发出的RFID信号，忽略（即不接收）之后指定时间内（2~5s）收到的其他信号（例如蓝牙信标、UWB基站发出的信号和/或卫星信号）。根据当前时间、当前RFID信号中的设备信息和楼层标识、以及多模定位终端与当前RFID基站的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站（即当前RFID基站）上传至控制端。
当多模定位终端收到蓝牙信标发出的蓝牙信号，忽略（即不接收）之后指定时间内（2~5s）收到的UWB信号。根据当前时间、当前蓝牙信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前蓝牙信标的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站（即当前蓝牙信标）上传至控制端。
当多模定位终端收到UWB基站发出的UWB信号，判断之前是否储存根据RFID信号、蓝牙信号和/或UWB信号形成的定位信息：
若不是，不进行任何处理，因为此时UWB信号可能不准；
若是，将存储的最近一次的定位信息对应的定位基站作为参考设备，将参考设备的楼层标识作为参考标识，判断UWB基站的楼层标识是否与参考标识相同，若是，则根据当前时间、参考设备信息和参考标识、以及多模定位终端与参考设备的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站（即当前UWB基站）上传至控制端，否则不进行任何处理。
在室外定位模式下：
当多模定位终端收到卫星基站发出的卫星信号，根据卫星信号确定室外坐标，将室外坐标和当前时间形成定位信息、并通过定位基站（即当前卫星基站）上传至控制端。
由此可知，本发明在不同工作模式下，收到不同定位基站发出的信号时，能够不同定位基站的位置和类型，来确定当前的定位信息，定位场景能够覆盖多种不同环境，定位精度高。
优选的，多模定位终端将定位信息通过定位基站上传至控制端的流程包括：定期（每隔1s）读取存储的所有定位信息并发送至定位基站，收到定位基站的确认收到的反馈信号后清空所有已存储的定位信息；未收到则不清空定位信息，待下次继续发送。
优选的，S2还包括以下流程：当多模定位终端通信正常时，会定时（10s）通过公众通信网向控制端发送心跳信号，控制端会返回应答信息，若应急触发时长内（20~30s）未收到任何应答信息，或者自身检测到通信故障，则进入应急状态，即当多模定位终端与公众通信网通信异常时，进入应急状态。
在应急状态下，多模定位终端将自身终端信息（ID号）和存储的所有定位信息形成带有时间标签的应急数据包、并定期（10s）对周边的多模定位终端进行数据广播。其他多模定位终端收到应急数据包后如和公众通信网通信正常，则将收到的应急数据包通过公众通信网上传至控制端；如和公众通信网通信不正常，也进入应急状态，将自身定位数据形成的应急数据包和收到的应急数据包同时定期（10s）的对周边的多模定位终端进行数据广播。
优选的，多模定位终端在收到应急数据包之后，转发应急数据包之前，还包括以下步骤：多模定位终端收到应急数据包后，获取当前应急数据包的ID信息和对应的当前时间标签：
若已经存储过相同ID的应急数据包，且存储的应急数据包的时间标签，与当前时间标签相同或者晚于当前时间标签，则说明之前已经收到过更新进度的应急数据包，此时丢弃当前应急数据包；
若未存储相同ID的应急数据包，则存储当前应急数据包；
若已经存储过相同ID的应急数据包，且已经存储的应急数据包的时间标签早于当前时间标签，则用当前数据包覆盖已存储的相同ID的应急数据包。
多模定位终端定期（每隔10s）读取存储的所有应急数据包并发送如收到控制端的确认收到的反馈信号后清空所有已存储的应急数据包，并广播该反馈信号；未收到则不清空定位信息，待下次继续发送。
在应急状态下，若多模定位终端收到控制端的确认收到的反馈信号，则退出应急状态，恢复正常状态。
参见图1所示，本发明实施例中的支持应急通信的多模定位系统，包括控制端、若干定位基站及定位卫星和若干多模定位终端，多模定位终端的定位信息通过公众通信网上传至控制端。
多模定位终端包括MCU（Microcontroller Unit, 微控制单元）、与MCU通信的卫星定位模块（北斗卫星）、蓝牙定位模块、UWB定位模块、RFID定位模块、无线通讯模块（4G/NB）、应急通信模块和电源管理模块；电源管理模块用于为上述模块提供电源，并管理电池充放电。
通过卫星定位时，卫星定位模块接收卫星基站发出的卫星信号， MCU将根据卫星信号得到室外坐标，将室外坐标和当前时间形成定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站。本实施例中卫星定位模块使用B1频段，中心频率为1575.42MHz，带宽为32.768MHz，可扩展北斗+GPS+格洛纳斯多模定位，通过UART接口与MCU通信。
通过蓝牙信标定位时，蓝牙定位模块接收蓝牙信标发出的包含信标ID号的无线电信号，测出信号的场强值，由MCU根据信号的场强值测算出多模定位终端相对于蓝牙信标的相对位置坐标；根据当前时间、当前蓝牙信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前蓝牙信标的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站。本实施例中蓝牙模块的频率范围为2400-2483.5MHz，使用BLE 5.2协议，传输速率最高可配置为2Mbps，通过UART接口与MCU通信。
通过UWB基站定位时，UWB定位模块发射带时间标签的脉冲无线电，多个UWB基站接收该脉冲无线电并发射带时间标签及自身ID号的反馈信号，UWB定位模块接收该反馈信号，且由MCU根据信号的飞行时间计算得基于UWB基站的相对位置坐标；根据当前时间、参考设备信息和楼层标识、以及与参考设备的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站。本实施例中的UWB定位模块使用UWB第5通道，频率范围为6240-6739.2MHz，带宽为499.2MHz，传输速率可配置为110Kbps、850Kbps、6.8Mbps，通过SPI接口与MCU通信。
通过RFID基站定位时，RFID定位模块进入到RFID基站进行充能激活，接收到RFID基站发射的带自身ID号的RFID信号（无线电信号）；MCU根据当前时间、当前RFID信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前RFID基站的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站。本实施例中RFID定位模块的感应距离为3~5米，频率范围为860-960MHz，通过UART接口与MCU通信。
本实施例中其余模块的参数信息如下：
无线通讯模块使用4G LTE Cat.1协议，支持移动、电信、联通三大运营商的4G网络和GPRS网络，下行速率10Mbps，上行速率5Mbps，可扩展基站定位功能，通过UART接口与MCU通信。应急通讯模块，使用软件无线电技术，无线发射频率为10k-20MHz可调，通过UART接口与MCU通信。
MCU使用32位ARM Cortex-M4处理器，配置168MHz时钟，支持FPU和DSP指令，具有1024K FLASH，192K SRAM，具有睡眠、停止和待机三种低功耗模式，用电池为RTC和备份寄存器供电，具有3个I2C接口，6个UART串口，3个SPI接口，2个CAN2.0，2个USB OTG和1个SDIO接口。MCU中内置有存储器，标配容量为1M，最大可扩展至32M，使用SPI接口与MCU连接。
电源管理模块具备锂电池充放电管理功能；使用高精度电压检测电路监测电池电压；通过采集高精度电流采样电阻两端的电压监测电流；使用NTC热敏电阻监测电池温度；在出现电池过充电、过放电、过电流、温度过高等异常情况时，快速切除电池；同时电路中设有防反接二极管、限流电阻和快速熔断型保险，实现多重保护，符合GB3836-4本安标准的要求；充电电压为5V，充电电流最大为500mA；所述电池，具备煤安证和防爆证，容量为3000mAh。
优选地，所述存储器，内置于MCU中，标配容量为1M，最大可扩展至32M，使用SPI接口与MCU连接。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读存储介质上，计算机可读存储介质可以包括计算机可读存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。
如本领域普通技术人员公知的，术语计算机可读存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机可读存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
示例性的，计算机可读存储介质可以是前述实施例的电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(SecureDigital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。
以上仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：布置定位基站，定位基站包括位于室内至室外的每个出入口的2个RFID基站；定位基站还包括位于室内的每个楼层的1个RFID基站、至少1个蓝牙信标和/或至少1个UWB基站，同一楼层的RFID基站、蓝牙信标和UWB基站的楼层标识相同；
S2：多模定位终端根据接收的不同基站的信号，确定工作模式，工作模式包括室内定位模式和室外定位模式；
S3：多模定位终端在室内定位模式下仅储存UWB基站、蓝牙信标和/或RFID基站对应的定位信息；室外定位模式下仅储存卫星基站对应的定位信息；多模定位终端在不同的工作模式下接收到对应的基站发出的信号后，根据接收的信号形成并储存定位信息、并通过当前基站上传至控制端。
2.如权利要求1所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S2的具体流程包括：定义位于所述每个出入口的2个RFID基站为靠近室外的Ak1和靠近室内的Ak2；
当多模定位终端在指定时间内连续收到Ak1和Ak2发出的信号时，若Ak1的信号在前，确定工作模式为室内定位模式；若Ak2的信号在前，确定工作模式为室外定位模式；
当多模定位终端收到任意蓝牙信标发出的信号、且在指定时间以前未收到RFID基站发出的信号时，确定工作模式为室内定位模式；
当多模定位终端收到任意UWB基站发出的信号、且在指定时间以前未收到RFID基站和蓝牙信标发出的信号、且与任意UWB基站的相对距离在抗干扰范围以内时，确定工作模式为室内定位模式；
多模定位终端收到卫星基站发出的信号、且在指定时间以前未收到UWB基站、RFID基站和蓝牙信标发出的信号，则将工作模式切换为室外定位模式。
3.如权利要求2所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S3中多模定位终端在室内定位模式下的工作流程包括：
当多模定位终端收到RFID基站发出的RFID信号，忽略之后指定时间内收到的其他信号；根据当前时间、当前RFID信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前RFID基站的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站上传至控制端；
当多模定位终端收到蓝牙信标发出的蓝牙信号，忽略之后指定时间内收到的UWB信号；根据当前时间、当前蓝牙信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前蓝牙信标的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站上传至控制端；
当多模定位终端收到UWB基站发出的UWB信号、且之前是否储存根据RFID信号、蓝牙信号和/或UWB信号形成的定位信息时，将存储的最近一次的定位信息对应的定位基站作为参考设备，将参考设备的楼层标识作为参考标识；在当前UWB基站的楼层标识与参考标识相同时，根据当前时间、参考设备信息和参考标识、以及多模定位终端与参考设备的相对距离，形成并储存定位信息、并通过定位基站上传至控制端。
4.如权利要求3所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S3中多模定位终端在室外定位模式下的工作流程包括：多模定位终端收到卫星基站发出的卫星信号时，根据卫星信号确定室外坐标，将室外坐标和当前时间形成定位信息、并通过定位基站上传至控制端。
5.如权利要求4所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S3中多模定位终端将定位信息通过定位基站上传至控制端的流程包括：定期读取存储的所有定位信息并发送至定位基站，收到定位基站的确认收到的反馈信号后清空所有已存储的定位信息。
6.如权利要求3所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S2还包括以下步骤：当多模定位终端与公众通信网通信异常时，进入应急状态；在应急状态下，多模定位终端将自身终端信息和存储的所有定位信息形成带有时间标签的应急数据包、并定期对周边的多模定位终端进行数据广播；其他多模定位终端将收到的应急数据包转发至控制端。
7.如权利要求6所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S2中多模定位终端在收到应急数据包之后，转发应急数据包之前，还包括以下步骤：多模定位终端获取收到的当前应急数据包的ID信息和对应的当前时间标签：
若已经存储过相同ID的应急数据包，且存储的应急数据包的时间标签，与当前时间标签相同或者晚于当前时间标签，则丢弃当前应急数据包；若未存储相同ID的应急数据包，则存储当前应急数据包；若已经存储过相同ID的应急数据包、且已经存储的应急数据包的时间标签早于当前时间标签，则用当前数据包覆盖已存储的相同ID的应急数据包。
8.如权利要求2至7任一项所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S2还包括以下步骤：在室内定位模式或室外定位模式下，若在待机检测时长内未收到任意定位基站发出的信号，则将工作模式切换为待机模式。
9.如权利要求1至7任一项所述的支持应急通信的多模定位方法，其特征在于，S1中布置蓝牙信标和/或UWB基站的要求为：定义场景A为UWB信号传输不会被阻挡；场景B为UWB信号传输会被阻挡，场景C为同时包括场景A和B；若当前楼层为场景A，则布置UWB基站，若当前楼层为场景B，则布置蓝牙信标，若当前楼层为场景C，则在与场景B对应的部分布置UWB基站，在与场景C对应的部分布置蓝牙信标。
10.一种实现权利要求1至9任一项所述方法的支持应急通信的多模定位系统，包括控制端，其特征在于：该系统还包括若干定位基站和多模定位终端，多模定位终端的定位信息上传至控制端；
多模定位终端包括MCU、以及与MCU通信的卫星定位模块、蓝牙定位模块、UWB定位模块、RFID定位模块、无线通讯模块、应急通信模块和电源管理模块；
通过卫星定位时，卫星定位模块接收卫星基站发出的卫星信号， MCU根据卫星信号得到室外坐标，将室外坐标和当前时间形成定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站；
通过蓝牙信标定位时，蓝牙定位模块接收蓝牙信标发出的蓝牙信号， MCU根据蓝牙信号得到多模定位终端相对于蓝牙信标的相对位置坐标；根据当前时间、当前蓝牙信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前蓝牙信标的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站；
通过UWB基站定位时，UWB定位模块接收UWB基站的反馈信号，MCU根据反馈信号得到基于多模定位终端与UWB基站的相对位置坐标；根据当前时间、参考设备信息和楼层标识、以及与参考设备的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站；
通过RFID基站定位时，RFID定位模块接收RFID基站的RFID信号；MCU根据当前时间、当前RFID信号中的设备信息和楼层标识、以及与当前RFID基站的相对距离，形成并储存定位信息后，通过无线通讯模块将传输至定位基站。
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Denomination of invention: A multi-mode positioning method and system supporting emergency communication

Granted publication date: 20231103

Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: WUHAN QIHUAN ELECTRICAL ENGINEERING Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980023945