CN201893940U

CN201893940U - 一种用于采用超宽频技术的定位基站及系统

Info

Publication number: CN201893940U
Application number: CN2010205104983U
Authority: CN
Inventors: 刘峻宁; 胡华
Original assignee: SHANGHAI JIALILUE NAVIGATION CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI JIALILUE NAVIGATION CO Ltd
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2020-08-27

Abstract

本实用新型公开了一种用于采用超宽频技术的定位基站，所述定位基站包括：基站本体；与基站本体相连的无线网格网络节点；无线网格网络节点用于将基站本体发送的有线信号转换成无线信号并发送，接收其他无线网格网络节点的无线信号并将所述无线信号转换成可供所述基站本体接收的有线信号。本实用新型还公开了一种用于采用超宽频技术的定位系统，包括定位服务器、信号基站和至少两个定位基站；信号基站与定位服务器相连，并与定位基站共同构成无线网格网络，通过设置在各自基站内的无线网格网络节点以无线方式进行通信。采用本实用新型所述的基站和系统，可以使系统组建简单易行，同时降低系统的组建成本。

Description

一种用于采用超宽频技术的定位基站及系统

技术领域

本实用新型涉及定位技术领域，更具体地说，涉及一种用于采用超宽频技术的定位基站及系统。

背景技术

在一些特殊环境下，往往需要对室内的人员或物体进行定位。例如：需要对监狱中关押的犯人进行定位，实现对犯人的监控；需要对敬老院的老人或学校的儿童进行定位，实现对老人或儿童的监护；需要对流水线上的产品进行定位，实现对产品加工过程的控制。

为了解决上述问题，需要采用定位技术对室内的人员或物体进行定位。定位系统一般主要包括：用于发射无线信号的定位标签，用于接收所述无线信号并完成位置解算的定位基站和管理定位基站和定位标签各种属性的定位服务器。定位标签安装在需要定位的人员或物体上。用户可以通过定位服务器获取标签的属性信息，包括定位信息，得知该人员或物体的具体位置。

现有定位系统采用的无线通信技术中，超宽频(Ultra Wide Band，UWB)技术，是一种高速、低成本和低功耗的无线通信技术。该技术不用载波，而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信，也称作脉冲无线电(Impulse Radio)、时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。因为UWB信号是一种时域信号，其自身的物理特性使得UWB信号与频域信号相比，稳定性高，抗干扰性强。即使室内环境中，存在诸如信号传播路径上障碍较多(影响无线信号传播)，金属物体多(反射无线电波，引起多径效应，降低定位精度)等影响一般频域无线信号性能的不利因素，UWB信号也能够良好地传输信息。所以，采用基于超宽频技术的定位基站及系统对室内的人员或物体进行定位是一种很实用的方案。

但是，现有的基于超宽频技术的定位基站及系统，各个定位基站之间以及各个定位基站与系统中的其它设备(如交换机，定位服务器)之间都是采用网线连接。在室内环境下，基站的布局受制于很多条件，需要在现场不断的调试和测试，由于设备之间采用网线连接，每一次调试都需要重新布设通信线路，导致通信线路的布设较为复杂。此外，通信线路过长还会影响信号传输的质量。现有技术中，组建基于UWB技术的定位系统需要布设通信线路，一方面导致系统组建复杂；另一方面由于需要新增通信线路导致系统组建成本提高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于采用超宽频技术的定位基站及系统，以解决现有技术中组建基于UWB技术的定位系统需要布设通信线路，导致系统组建复杂和成本提高的问题。

本实用新型提供一种用于采用超宽频技术的定位基站，包括：

基站本体；

与所述基站本体相连的无线网格网络节点；所述无线网格网络节点用于将所述基站本体发送的有线信号转换成无线信号并发送，接收其他无线网格网络节点的无线信号并将所述无线信号转换成可供所述基站本体接收的有线信号。

本实用新型还提供一种用于采用超宽频技术的定位系统，包括：定位服务器，还包括：具有信号基站和至少两个定位基站；其中：

所述信号基站与所述定位服务器相连，并与所述定位基站共同构成无线网格网络，通过设置在各自基站内的无线网格网络节点以无线方式进行通信。

优选的，所述信号基站与所述定位服务器通过标准网线直接相连。

优选的，还包括：交换机；所述信号基站与所述定位服务器通过所述交换机相连。

优选的，所述信号基站的数量为多个；各个所述信号基站与所述定位服务器通过所述交换机相连。

从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例中，由于所述用于采用超宽频技术的定位基站加装了无线网格网络节点，与UWB定位系统中的其它设备以无线方式进行通信；所以采用本实用新型所述定位基站组建UWB定位系统，不需要布设通信线路，一方面使系统组建简单易行；另一方面由于不需要新增通信线路降低了系统的组建成本。

本实用新型所述用于采用超宽频技术的定位系统，由于各个基站加装了无线网格网络节点，各个基站之间以无线方式进行通信；所以采用本实用新型所述用于采用超宽频技术的定位系统，也不需要布设通信线路，一方面使系统组建简单易行；另一方面由于不需要新增通信线路降低了系统的组建成本。此外，本实用新型所述用于采用超宽频技术的定位系统，由于各个基站加装了无线网格网络节点，组成了无线网格网络，所以本实用新型所述定位系统还具有高健壮性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型中记载的一些实施例，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为本实用新型所述定位基站结构示意图；

图2为本实用新型所述定位系统的第一实施例结构示意图；

图3为本实用新型所述定位系统的第二实施例结构示意图；

图4为本实用新型所述定位系统的第三实施例结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型提供了一种用于采用超宽频技术的定位基站，包括：

基站本体；

参照图1，为本实用新型所述定位基站结构示意图。如图1所示，所述定位基站包括：基站本体1和无线网格网络节点2。

基站本体1上设置有用于发送和接收有线数据的数据接口。所述无线网格网络节点2与所述数据接口相连。所述无线网格网络节点2用于将基站本体1通过所述数据接口发送的有线信号转换成无线信号并发送，接收其他无线网格网络节点的无线信号并将所述无线信号转换成可供基站本体1通过所述数据接口接收的有线信号。

具体的，基站本体1是采用UWB技术的定位基站。需要指出的是，本实用新型所述定位基站中的无线网格网络节点2用于接收其他无线网格网络节点的无线信号并将所述无线信号转换成可供所述数据接口接收的有线信号，其中：其他无线网格网络节点是指定位系统中与其它基站(包括但不限于信号基站和定位基站)有线方式相连的无线网格网络节点。

无线网格网络节点2，除了具有将有线信号和无线信号进行相互转换的功能，还具有将定位基站接入无线网格网络的功能。无线网格网络是一种多跳，具有自组织和自愈特点的宽带无线网络结构。采用无线网格网络的优点，将在本实用新型的系统部分详细说明。

由于本实用新型所述定位基站加装了无线网格网络节点，与UWB定位系统中的其它设备以无线方式进行通信，所以采用本实用新型所述定位基站组建UWB定位系统，不需要布设通信线路，一方面使系统组建简单易行；另一方面由于不需要新增通信线路降低了系统的组建成本。

本实用新型还提供了一种用于采用超宽频技术的定位系统，包括定位服务器，还包括：具有无线信号基站和至少两个定位基站；

其中，所述信号基站与所述定位服务器相连，并与所述定位基站共同构成无线网格网络，通过设置在各自基站内的无线网格网络节点以无线方式进行通信。

参照图2，为本实用新型所述定位系统的第一实施例结构示意图。如图2所示，包括定位标签01，定位基站10、定位基站11、定位基站12…定位基站17，信号基站20和定位服务器30。

定位标签01用于发射UWB无线信号；每个定位基站分别用于接收定位标签01发射的UWB无线信号；各个定位基站之间以及各个定位基站与信号基站20之间通过设置在各自基站内的无线网格网络节点以无线方式进行通信；信号基站20与定位服务器30之间通过标准网线直接相连。

需要说明的是，本实施例中定位基站的数目为八个，只是一种具体的实施方式。实际应用中，定位基站的数目只要不少于两个即可。

由于本实用新型所述用于采用超宽频技术的定位系统，各个基站加装了无线网格网络节点，各个基站之间以无线方式进行通信，所以采用本实用新型所述用于采用超宽频技术的定位系统，也不需要布设通信线路，一方面使系统组建简单易行；另一方面由于不需要新增通信线路降低了系统的组建成本。

本实用新型所述UWB定位系统的工作原理大致如下：定位标签01发射UWB无线信号；如果所述UWB信号到达附近的定位基站时，信号强度在该定位基站的接收门限以上，则该定位基站对接收到的信号进行解码。解码后的数据传送到设置在该基站内的无线网格网络节点。无线网格网络节点会选择合适的路由路径，将解码后的数据传送到主定位基站(所述主定位基站与定位基站指代的实体在硬件层面是相同的，区别仅在于软件层面设置不同)。主定位基站对解码后的数据进行解算，求出定位标签的坐标，再将此坐标发送至信号基站20。信号基站20将此坐标发送至定位服务器30，定位服务器30根据接收到的定位标签01的坐标，结合自身的软件系统显示定位标签01在具体环境中的位置。

容易看出，系统中各种信息的交互是十分频繁和复杂的，通常需要经过多个基站才能最终完成。如果仅仅采用普通的可以实现有线信号与无线信号相互转换的设备对原有UWB定位系统进行改造，则最终构成的无线网络的将缺乏健壮性。所谓健壮性，是指网络中的某个节点发生故障时，网络中的信息可以路由到其它节点，保证网路能够正常运行。

具体到UWB定位系统，如果定位基站仅仅具有常规的无线通信功能，则一旦某一个定位基站发生故障，可能由于该故障导致经由该定位基站传递的信息中断，最终导致系统不能正常运行。

本实用新型采用的是无线网格网络节点。无线网格网络是一种多跳，具有自组织和自愈特点的宽带无线网络结构。如果无线网格网络中的某个节点发生故障，其它原本路由向该故障节点的节点会自动选择新的路径，路由至其它节点，最终保证网络的正常运行。也即无线网格网络健壮性高。

因此，本实用新型所述用于采用超宽频技术的定位系统，由于各个基站加装了无线网格网络节点，组成了无线网格网络，所以本实用新型所述定位系统还具有高健壮性。

优选的，为了提高所述UWB定位系统的扩展性，本实用新型所述用于采用超宽频技术的定位系统，还包括：交换机；所述信号基站与所述定位服务器通过所述交换机相连。

参照图3，为本实用新型所述定位系统的第二实施例结构示意图。如图3所示，所述定位系统还包括：交换机40；信号基站20与所定位服务器30通过所述交换机40相连。

增加交换机40后，使得本实用新型所述定位系统能够与其他设备通过交换机相连，提高了所述定位系统的扩展性。实际操作中，一般可以在用户原有的网络系统上，利用已有的交换机实现信号基站20与所定位服务器30的连接。

上述实施例中，所述定位系统中的信号基站，是定位基站与定位服务器之间实现信息交互所必须经过的环节。一旦信号基站发生故障，则所述定位系统将不能正常工作。

优选的，为了进一步提高系统的健壮性，本实用新型所述定位系统还包括：多个所述信号基站；各个所述信号基站与所述定位服务器通过所述交换机相连。

参照图4，为本实用新型所述定位系统的第三实施例结构示意图。如图4所示，本实施例所述系统与第二实施例相比，增加了信号基站21和信号基站22。信号基站21和信号基站22上也设置有无线网格网络节点。

实际工作过程中，如果某个信号基站(如信号基站20)发生故障，则由于无线网格网络具有高健壮性，原本路由至信号基站20的信息会自动路由至其它信号基站(信号基站21或22)。因此，本实施例所述的定位系统，只有在信号基站20、21和22同时发生故障时，才会导致定位系统无法正常工作。本实施例所述系统与前述实施例相比，进一步提高了系统的健壮性。容易想到的，本实用新型所述定位系统中，一般而言，增加信号基站的数量，可以提高无线网格网络节点之间数据通信的可靠性。当然，信号基站数量的增加是以成本的增加为代价的，所以采用的信号基站数目越多，系统的健壮性越高，但成本也相应增加。系统的应用方根据实际情况可以灵活选择信号基站的数目。

另外，在本实用新型第一实施例所述的信号基站与定位服务器之间，第二和第三实施例所述的信号基站与交换机之间和交换机与定位服务器之间，也可以采用常规的无线方式进行通信。本实用新型考虑到信号传输的稳定性，对上述设备之间的连接优选采用有线方式。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims

1.一种用于采用超宽频技术的定位基站，其特征在于，包括：

基站本体；

2.一种用于采用超宽频技术的定位系统，包括定位服务器，其特征在于，还包括：信号基站和至少两个定位基站；其中：

3.根据权利要求2所述的用于采用超宽频技术的定位系统，其特征在于，所述信号基站与所述定位服务器通过标准网线直接相连。

4.根据权利要求2所述的用于采用超宽频技术的定位系统，其特征在于，还包括：交换机；所述信号基站与所述定位服务器通过所述交换机相连。