CN202204926U

CN202204926U - 实时定位管理系统

Info

Publication number: CN202204926U
Application number: CN2011202536693U
Authority: CN
Inventors: 徐东冬; 陆健东; 蔡勇; 徐胜全
Original assignee: HANGZHOU GELEI TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU GELEI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2021-07-19

Abstract

本实用新型涉及一种实时的高精定位、准确计算目标位置的定位管理系统。本实用新型可以解决现有技术中定位传输距离较短、定位不够精准的问题，其技术方案要点是，一种实时定位管理系统，包括控制中心电脑，所述的实时定位管理系统包括若干个定位标签，所述的控制中心电脑电连接有定位数据处理器，定位数据处理器电连接有若干个定位传感器，所述的定位标签通过电信号与定位传感器连接。本实用新型具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点，同时，控制中心电脑还可以通过定位平台软件分析，将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来。

Description

实时定位管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种定位系统，特别涉及一种实时的高精定位、准确计算目标位置的定位管理系统。

背景技术

在复杂的室内环境，常常需要确定人员或物品的准确位置信息。许多室内定位技术，如A-GPS定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位技术，以及图像分析、信标定位、计算机视觉定位技术等等技术应运而生。室内定位技术从总体上可归纳为几类，GNSS技术(如伪卫星等)，无线定位技术(无线通信信号、射频无线标签、超声波、光跟踪、无线传感器定位技术等)，其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)，以及 GNSS和无线定位组合的定位技术(A-GPS或A-GNSS)。目前市场上较成熟的技术主要有以下几种： 1、超声波定位技术，超声波定位整体定位精度较高，结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高；2、蓝牙技术，其不足在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵，而且对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大；3、RFID射频识别技术，他的缺点在于：作用距离近，不具有通信能力；4、ZigBee技术，它的缺点是专网专用，部署成本高；5、无线局域网实时定位系统，它的缺点是定位卡成本高于传统RFID定位卡、定位精度只有几米。

中国专利公开号CN 101676746A，公开日2010年3月24日，公开了一种红外线定位系统及定位方法，将至少一组红外线单元设置于一载体，该红外线单元包括至少二红外线发射器，该至少二红外线发射器分别发射具有不同识别码的红外线信号，该红外线单元包含至少一第一处理器，该第一处理器与该红外线发射器电性连接；通过一接收单元接收该红外线信号，该接收单元设有至少二红外线接收器以及一第二处理器，由该至少二红外线接收器个别接收该红外线单元所发射的红外线信号，再由该第二处理器根据所接收的红外线信号判定该载体位置及该载体朝向。此技术方案公开了一种红外线定位技术，但是它存在有直线视距和传输距离较短这两大主要缺点使其定位的效果很差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中定位传输距离较短、定位不够精准的问题，提供一种实时的高精定位、准确计算目标位置的定位管理系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种实时定位管理系统，包括控制中心电脑，所述的实时定位管理系统包括若干个定位标签，所述的控制中心电脑电连接有定位数据处理器，定位数据处理器电连接有若干个定位传感器，所述的定位标签通过电信号与定位传感器连接。这样设置，通过多个定位传感器对定位标签的定位计算得出定位标签的实时位置，然后由定位数据处理器将实时位置进行数据转换，转换为数字信号传输至控制中心电脑，控制中心电脑根据数字信号在显示器上进行位置的显示，提供位置监控，控制中心电脑还可以通过定位平台软件分析，将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来。

作为优选，所述的定位标签包括信号产生单元和信号发射单元，所述的信号产生单元为UWB 超宽带脉冲信号单元，所述UWB 超宽带脉冲信号单元与信号发射单元电连接。信号产生单元为UWB 超宽带脉冲信号单元，是因为超宽带技术是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，从而具有GHz量级的带宽。超宽带可用于室内精确定位。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。

作为优选，所述的定位标签由纽扣电池供电。这样设置是因为纽扣电池治疗较轻，且用电时间长久，能较长时间提供能源。

作为优选，所述的定位标签上设置有电池电量监测单元，所述的电池电量监测单元与所述的信号发射单元电连接。自动化的电池状态报告使得维护更为方便，当电池用完时，电池也比较容易更换。

作为优选，所述的定位传感器包括信号角传感器和和时间差传感器，信号角传感器与定位数据处理器电连接，所述的时间差传感器包括时间输入端、时间输出端和信号输出端，所述时间差传感器的时间输入端均与相邻时间差传感器的时间输出端电连接构成环形网络，所述时间差传感器的信号输出端与定位数据处理器电连接。这样设置，可以通过检测定位标签发出的UWB信号，来计算该标签的实际位置。在工作过程中，每个传感器独立测定UWB信号的方向角和仰角(AOA)；而到达时间差信息(TDOA)则必须由一对传感器来测定，而且这两个传感器均部署了时间同步线；这种独特的AOA、TDOA相结合的测量技术，可以构建灵活而强大的定位系统。单个传感器能测得较为准确的标签位置；而通过两个传感器的接收信号能测定更为精密的3D信息；传感器的这种特性大大降低了系统部署的硬件开销，显著改善了系统的稳定性与可靠性。

作为优选，所述的定位数据处理器包括数据转换器和数据处理器，所述的数据转换器的输入端与所述的定位传感器电连接，所述的数据处理器与所述数据转换器的输出端电连接，所述数据处理器的输出端与控制中心电脑电连接。这样设置，由数据转换器将定位传感器的数据转换为数字信号，然后由数据处理器进行处理。

本实用新型的有益效果是：本实用新型具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点，同时，控制中心电脑还可以通过定位平台软件分析，将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来。

附图说明

图1是本实用新型的一种电路方框图。

图中：1、定位数据处理器，11、数据转换器，12、数据处理器，2、定位传感器，21、信号角传感器，22、时间差传感器，3、定位标签，31、UWB 超宽带脉冲信号单元，32、信号发射单元，33、电池电量监测单元，4、控制中心电脑。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例：

一种实时定位管理系统（参见附图1），本实施例由稳压电源供电，包括控制中心电脑4、定位数据处理器1、四个定位传感器2和两个定位标签3，定位数据处理器1包括数据转换器11和数据处理器12，其中，数据处理器1的输出端与控制中心电脑4电连接，数据处理器1的输入端与数据转换器11的输出端电连接，所述数据转换器11的输入端与定位传感器2电连接，定位传感器2的拓扑结构为环形结构，定位传感器2包括信号角传感器21和时间差传感器22，信号角传感器21通过拓扑结构直接传输过电信号至定位数据处理器1，时间差传感器22的输入端与相邻时间差传感器22的输出端由时间同步线进行电连接，时间差传感器22的信号输出端与定位数据处理器1电连接，定位传感器2接收的信号源来自定位标签3，定位标签3由纽扣电池供电，包括UWB 超宽带脉冲信号单元31、信号发射单元32和电池电量监测单元33，UWB 超宽带脉冲信号单元31和电池电量监测单元33的输出端均与信号发射单元32的输入端电连接，电池电量监测单元33与纽扣电池电连接。

本实施例可以用在多种场合，现在以变电站为例说明：变电站发生安全事故主要有以下几点原因：工作人员工作疏忽，不按照规定要求操作和接地线管理不善，例如，按照规定后台操作开关进行分闸操作和合闸操作时需要到现场再人工检查确认一遍实际的分合状况，而某些时候员工可能存在侥幸心理而不去现场检查，容易造成事故；又比如，接地线作为变电站安全操作保护的屏障，对变电站的人员和设备安全起着至关重要的作用，常接地线的安装和拆卸，都有着严格的规定和要求，但是做此操作的都是人，由于疏忽或者检查不到位常导致价值昂贵的变压设备的损坏。此时，采用本实施例，可将定位标签3悬挂与检测人员身上，定位标签3发出UWB信号，定位传感器2接收UWB信号，每个传感器独立测定UWB信号的方向角和仰角(AOA)；而每对相邻传感器来测定到达时间差信息(TDOA)，这种独特的AOA、TDOA相结合的测量技术保证了高精度定位数据的得出，然后将定位数据传输至定位数据处理器1，定位数据处理器1将定位数据处理后输出至控制中心电脑4，控制中心电脑4通过定位平台软件分析，将定位目标真实地以虚拟动态三维效果显示出来，工作负责人通过控制中心电脑监督检测人员进行全面检测，可以对巡视点进行设定，对巡视时间路线进行记录，防止违规操作，工作负责人还可以对历史行程时间进行记录查询；针对接地线，也可以通过本实施例进行高精度的定位标注，将定位标签3连接在接地线上，本实施例即可对于现场的接地线的位置以及数量，非常清楚的查看到，接地线是否准确安装在正确的位置，防止了错误的安装和拆卸。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims

1. 一种实时定位管理系统，包括控制中心电脑，其特征在于：所述的实时定位管理系统包括若干个定位标签，所述的控制中心电脑电连接有定位数据处理器，定位数据处理器电连接有若干个定位传感器，所述的定位标签通过电信号与定位传感器连接。

2.根据权利要求1所述的一种实时定位管理系统，其特征在于：所述的定位标签包括信号产生单元和信号发射单元，所述的信号产生单元为UWB 超宽带脉冲信号单元，所述UWB 超宽带脉冲信号单元与信号发射单元电连接。

3.根据权利要求2所述的一种实时定位管理系统，其特征在于：所述的定位标签由纽扣电池供电。

4.根据权利要求3所述的一种实时定位管理系统，其特征在于：所述的定位标签上设置有电池电量监测单元，所述的电池电量监测单元与所述的信号发射单元电连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种实时定位管理系统，其特征在于：所述的定位传感器包括信号角传感器和和时间差传感器，信号角传感器与定位数据处理器电连接，所述的时间差传感器包括时间输入端、时间输出端和信号输出端，所述时间差传感器的时间输入端均与相邻时间差传感器的时间输出端电连接构成环形网络，所述时间差传感器的信号输出端与定位数据处理器电连接。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种实时定位管理系统，其特征在于：所述的定位数据处理器包括数据转换器和数据处理器，所述的数据转换器的输入端与所述的定位传感器电连接，所述的数据处理器与所述数据转换器的输出端电连接，所述数据处理器的输出端与控制中心电脑电连接。