CN203352798U - 一种移动信息定位终端 - Google Patents

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冯辰虎
闫忠平
许凌峰
李旺
马跃
任建伟
李环媛
李炳林
孙鸿斌
董强
李垠韬
封庆涛
李德平
陆成林
冯龙翔
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State Grid Corp of China SGCC
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Abstract

本实用新型提供一种移动信息定位终端,所述的移动信息定位终端包括:集成电路板,用于室外定位的GPS定位模块及北斗定位模块,用于室内定位的超宽带无线定位模块,通信模块;其中,所述的集成电路板上设有中央处理芯片、多个USB接口、多个UART接口,所述的GPS定位模块,北斗定位模块及超宽带无线定位模块通过所述的UART接口连接所述的中央处理芯片,所述的通信模块通过所述的USB接口连接所述的中央处理芯片。该移动信息定位终端不但可以实现室外的远距离精确定位,还可以实现室内的短距离精确定位,便于对电力检修人员的位置、行驶路径进行精确定位。

Description

一种移动信息定位终端
技术领域
本实用新型是关于无线定位技术,特别是关于一种移动信息定位终端。
背景技术
为了便于监控人员对电力检修人员的位置、行驶路径进行定位,主动查询某个电力检修人员的位置与状态信息,同时能够利用此软件向电力检修人员发布安全告警等重要的信息。目前,现有技术中多采用GPS定位技术及北斗定位技术电力检修人员进行定位,但是GPS定位技术及北斗定位技术主要是用来进行室外的一般定位,无法实现室内的精确定位。
实用新型内容
本实用新型提供一种移动信息定位终端,以对电力检修人员的位置、行驶路径进行精确定位。
为了实现上述目的,本发明提供一种移动信息定位终端,所述的移动信息定位终端包括:集成电路板,用于室外定位的GPS定位模块及北斗定位模块,用于室内定位的超宽带无线定位模块UWB,通信模块;其中,所述的集成电路板上设有中央处理芯片、多个USB接口、多个UART接口,所述的GPS定位模块、北斗定位模块及超宽带无线定位模块通过所述的UART接口连接所述的中央处理芯片,所述的通信模块通过所述的USB接口连接所述的中央处理芯片。
在一实施例中,所述的移动信息定位终端还包括:WLAN模块、Zigbee模块及RFID模块,所述的WLAN模块、Zigbee模块及RFID模块分别通过所述的UART接口连接所述的中央处理芯片。
在一实施例中,所述的移动信息定位终端还包括:电源,连接所述的中央处理芯片。
在一实施例中,所述的集成电路板上还设有:逻辑控制芯片,所述逻辑控制芯片通过数据总线连接所述的中央处理芯片。
在一实施例中,所述的逻辑控制芯片包括:CPLD或FPGA。
在一实施例中,所述的通信模块为:CDMA模块或3G通信模块。
本发明实施例的有益效果在于,该移动信息定位终端不但可以实现室外的远距离精确定位,还可以实现室内的短距离精确定位,便于对电力检修人员的位置、行驶路径进行精确定位。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的移动信息定位终端的结构示意图;
图2为本实用新型实施例的移动信息定位终端进行室外一般定位的结构示意图;
图3为本实用新型实施例的移动信息定位终端进行室外精确定位的结构示意图;
图4为本实用新型实施例的移动信息定位终端进行室内一般定位的结构示意图;
图5为本实用新型实施例的移动信息定位终端进行室内精确定位的结构示意图;
图6为本实用新型实施例移动信息监控服务平台软件结构示意图;
图7为本实用新型实施例拟移动信息监控服务平台软件层次结构示意图。
具体实施方式
下面将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,都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示本实用新型实施例提供一种移动信息定位终端,所述的移动信息定位终端包括:集成电路板101,用于室外定位的GPS定位模块102及北斗定位模块103,用于室内定位的超宽带无线定位(Ultra Wideband)模块105,通信模块104。
所述的集成电路板101上设有中央处理芯片106、多个USB接口、多个UART接口。所述的GPS定位模块102,北斗定位模块103及超宽带无线定位模块105通过所述的UART接口连接所述的中央处理芯片106,所述的通信模块104通过所述的USB接口连接所述的中央处理芯片106。
较佳地,所述的通信模块为:CDMA模块或3G通信模块。
所述的集成电路板上还设有:逻辑控制芯片111,所述逻辑控制芯片111通过数据总线连接所述的中央处理芯片101。故可以通过逻辑控制芯片102完成与中央处理器101连接的外设(GPS定位模块102、北斗定位模块103、通信模块104及、超宽带无线定位模块105等)的控制。逻辑控制芯片102可以为:CPLD(Complex Programmable Logic Device复杂可编程逻辑器件)或FPGA(Field-Programmable Gate Array现场可编程门阵列)。
较佳地,所述的移动信息定位终端还包括:WLAN模块107、Zigbee模块108及RFID模块109。所述的WLAN模块107、Zigbee模块108及RFID模块109分别通过所述的UART接口连接所述的中央处理芯片106。另外,Zigbee模块108还具有通信功能,可以用于室内通信。
在一较佳实施例中,所述的移动信息定位终端还包括:电源110,连接中央处理芯片106,用于给集成电路板101上的模块或元件供电。
中央处理芯片106可以采用三星公司的S3C6410处理器,集成电路板101集成了多种硬件接口,还可以包括串口,USBHOST和USBSLAVE接口(图中未示出),用户按键输入接口及10/100M网口(图中未示出)等。GPS定位模块102及北斗定位模块103可采用和芯星通公司的UB240-CORS双系统四频高精度板卡,该板卡提供毫米级载波相位观测值和后处理定位精度,支持芯片级多路径抑制,支持4个频点,包括北斗B1/B2、GPS L1/L2同时提供网络接口,可通过Web方式实现远程管理、重启与升级。CDMA模块可采用华为技术有限公司无线模块E1750,该模块支持3G/2G双模,支持HSUPA/HSDPA/UMTS频率范围为2100MHz,GSM/GPRS/EDGE频率范围为850/900/1800/1900MHz,数据传输率下行支持最大7.2Mbps,上行最大5.76Mbps。CDMA通信模块、GPS定位模块、北斗定位模块以及UWB模块等短距离通信模块都连接到主板上。
下面详细介绍如何利用移动信息定位终端进行室内和室外的定位。具体分别以室外一般定位、室外精确定位、室内一般定位和室内精确定位为例进行说明。
(1)室外一般定位
当移动信息定位终端在室外时,对于定位精度要求不高的应用,移动信息定位终端接收GPS定位模块/北斗定位模块的定位与授时信息,并且采用3G蜂窝网络定位技术对GPS定位模块/北斗定位模块的定位结果进行校正。如图2所示,201为GPS定位模块/北斗定位模块,202为移动信息监控服务平台,203为移动信息定位终端。校正后的定位数据以及授时信息通过架设在室外的WLAN接入点设备(WLAN AP)204,传送给移动信息监控服务平台。移动信息定位终端通过自身的WLAN接口与WLAN接入点设备交互,WLAN接入点设备与移动信息监控服务平台均连接到变电站内部通信网(企业内部通信网)。移动信息监控服务平台对来自WLAN接入点设备的各种信息进行融合、筛选、处理、显示和存贮,为用户提供移动空间四维信息服务。
(2)室外精确定位
当移动信息定位终端在室外时,如果搜索到UWB无线射频信号,则使用UWB定位方法进行室外精确定位。如图3所示,UWB定位锚节点301连接在变电站内部通信网中。UWB定位锚节点301将探测到的移动信息定位终端的位置相关信息通过变电站内部通信网传送给移动信息监控服务平台202。UWB定位主锚节点及移动信息定位终端都接收GPS/北斗定位卫星(GPS定位模块/北斗定位模块)的授时信息,其中主锚节点接收的授时信息通过UWB定位锚节点之间的连接为本区域的所有锚节点进行时间同步。移动信息定位终端的作业数据通过UWB或者WLAN的方式传送给移动信息监控服务平台。移动信息监控服务平台根据相应的定位算法,进行信息融合等处理,计算移动信息定位终端的精确位置,向用户提供移动空间四维信息服务。
(3)室内一般定位
当移动信息定位终端在室内时,如果搜索到WLAN/ZigBee/RFID等无线射频信号,则使用短距离无线定位方法进行室内一般定位。如图4所示,WLAN/ZigBee/RFID无线定位锚节点连接到变电站内部通信网中,嵌入式多网融合代理通常架设在室内与室外的临界区域,该网关接收GPS/北斗定位卫星的授时信息,并且对移动信息定位终端、短距离无线定位锚节点401进行时间同步。短距离无线定位锚节点401探测移动信息定位终端的位置相关信息,通过变电站内部通信网传送给移动信息监控服务平台202,移动信息定位终端的作业数据也通过WLAN等短距离通信方式传送到移动信息监控服务平台202。移动信息监控服务平台202基于模糊神经网络的融合引擎模型,进行信息融合等处理,使用合适的定位算法计算移动信息定位终端的精确位置,并且在界面进行显示。
(4)室内精确定位
当移动信息定位终端在室内时,如果搜索到UWB无线射频信号,则使用UWB定位方法进行室内精确定位。如图5所示,UWB定位锚节点301连接在变电站内部通信网中。UWB定位锚节点301将探测到的移动信息定位终端的位置相关信息通过变电站内部通信网传送给移动信息监控服务平台202。嵌入式多网融合代理接收GPS/北斗定位卫星的授时信息,并且对移动信息定位终端、UWB无线定位锚节点301进行授时。UWB定位锚节点301探测移动信息定位终端的位置相关信息,通过变电站内部通信网传送给移动信息监控服务平台202,移动信息定位终端的作业数据也通过UWB或者WLAN的方式传送给移动信息监控服务平台202。移动信息监控服务平台202基于模糊神经网络的融合引擎模型,使用合适的定位算法计算移动信息终端的精确位置,并将位置信息进行显示和存贮。
当移动信息定位终端在上述的各位场景之间移动时,由于定位精度、定位技术的差异性,造成终端的轨迹曲线抖动及在某些边界区域出现误定位等问题。因此方案拟采用插值、曲线拟合、运动轨迹预测等平滑算法,解决终端移动时的曲线平滑问题;同时基于提出的融合架构,结合所有相关区域得到的定位数据,运用模糊神经网络等算法得到最佳的定位结果,提高结合部的定位精度。
移动信息监控服务平台202主要实现如下功能:
(1)定位信息分析与处理
接收移动信息定位终端、定位锚节点、多网融合代理以及WLAN AP发送来的通信信息,并进行处理。
接收GPS/北斗定位信息与授时信息,进行定位服务,获得终端位置信息。
接收UWB/Zigbee/WLAN/RFID锚节点发送来的定位与授时信息,进行定位服务,获得终端位置信息。
(2)跟踪监控
对移动终端进行实时地跟踪和生成轨迹线,并自动捕捉道路中心线(地图匹配)。
向终端发送控制命令和短消息。
运行轨迹路线的历史回放。
(3)数据库功能
支持多用户信息共享、并发处理。
完成对所有移动信息终端的状态查询与管理。
完善数据安全、数据备份和数据故障恢复功能。
(4)通信处理
接收移动终端发来的定位/授时等信息,向移动终端进行安全与告警信息发布。
与室内定位锚节点、多网融合代理、WLAN AP通信。
移动信息监控服务平台软件结构如图6所示,移动信息监控服务平台202从功能上分为三大部分,分别是应用服务、定位服务以及数据库服务。应用服务中信息接收模块负责接收定位与授时信息。信息解析模块对收到的信息进行解析,对不同的信息类型做出相应的处理动作。定位算法模块运行短距离精确定位算法,获得移动信息终端的位置。移动终端状态显示与运动轨迹模拟模块,通过定位信息在界面生成移动终端运动轨迹线。移动终端管理模块负责对数据库中的移动终端进行管理,提供状态查询等功能。监控人员通过安全与告警信息发送模块手动将安全与告警信息发送给各移动终端。
定位服务中定位预处理模块负责对定位测量信号进行预处理,并且采用相应的定位方法得到初步的定位结果。融合引擎采用基于模糊神经网络的模型,对初步定位结果进行修正。定位结果优化模块,对定位结果进行融合与修正,得到最佳的定位结果。
上述各模块在信息监控服务平台中相互作用,相互依赖。有些模块需要和底层硬件交互,以启动通信服务,读取通信模块数据;或者需要和用户界面交互,以显示终端运行轨迹或状态;或者需要和数据库交互,以获得终端当前的状态或位置信息。因此,拟采取层次化的设计方法来构建移动信息监控服务平台软件,层次结构如图7所示。
本领域内的技术人员应明白,本实用新型的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本实用新型可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本实用新型可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本实用新型是参照根据本实用新型实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种移动信息定位终端,其特征在于,所述的移动信息定位终端包括:集成电路板,用于室外定位的GPS定位模块及北斗定位模块,用于室内定位的超宽带无线定位模块,通信模块;其中,
所述的集成电路板上设有中央处理芯片、多个USB接口、多个UART接口,所述的GPS定位模块、北斗定位模块及超宽带无线定位模块通过所述的UART接口连接所述的中央处理芯片,所述的通信模块通过所述的USB接口连接所述的中央处理芯片。
2.根据权利要求1所述的移动信息定位终端,其特征在于,所述的移动信息定位终端还包括:WLAN模块、Zigbee模块及RFID模块,所述的WLAN模块、Zigbee模块及RFID模块分别通过所述的UART接口连接所述的中央处理芯片。
3.根据权利要求1或2所述的移动信息定位终端,其特征在于,所述的移动信息定位终端还包括:电源,连接所述的中央处理芯片。
4.根据权利要求3所述的移动信息定位终端,其特征在于,所述的集成电路板上还设有:逻辑控制芯片,所述逻辑控制芯片通过数据总线连接所述的中央处理芯片。
5.根据权利要求4所述的移动信息定位终端,其特征在于,所述的逻辑控制芯片包括:CPLD或FPGA。
6.根据权利要求5所述的移动信息定位终端,其特征在于,所述的通信模块为:CDMA模块或3G通信模块。
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