CN205981223U - 一种基于压力感应的室内定位自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，包括：基站，包括钢性面板、压力感应阵列、数据采集器、模数转换器、RFID读卡器、控制器及zigbee数据收发器，所述压力感应阵列，用于感应钢性面板表面的压力模拟信号；所述数据采集器，用于采集信号；所述模数转换器，用于信号转换；所述RFID读卡器用于获取基站内的射频信号；所述控制器，用于获得人员身份信息，计算获得钢性面板表面压力重心点和重心点在基站空间内位置坐标；所述zigbee数据收发器，用于发送；上位机，用于存储基站地图信息；还用于接收和显示人员的身份信息，将定位后的重心点在基站地图上标识和显示。本实用新型可以及时准确的在基站地图中定位，高效地实现智能化地定位。

Description

一种基于压力感应的室内定位自动控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，属于室内定位的技术领域。

背景技术

室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。

除通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波。

Wi-Fi技术，通过无线接入点（包括无线路由器）组成的无线局域网络(WLAN)，可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。它以网络节点（无线接入点）的位置信息为基础和前提，采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，对已接入的移动设备进行位置定位，最高精确度大约在1米至20米之间。如果定位测算仅基于当前连接的Wi-Fi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，则Wi-Fi定位就很容易存在误差（例如：定位楼层错误）。

另外，Wi-Fi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。

蓝牙技术，蓝牙通讯是一种短距离低功耗的无线传输技术，在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后，将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式，并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备。这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。

蓝牙定位主要应用于小范围定位，例如：单层大厅或仓库。对于持有集成了蓝牙功能移动终端设备，只要设备的蓝牙功能开启，蓝牙室内定位系统就能够对其进行位置判断。不过，对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。

红外线技术，红外线技术室内定位是通过安装在室内的光学传感器，接收各移动设备（红外线IR标识）发射调制的红外射线进行定位，具有相对较高的室内定位精度。

但是，由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，容易受其他灯光干扰，并且红外线的传输距离较短，使其室内定位的效果很差。当移动设备放置在口袋里或者被墙壁遮挡时，就不能正常工作，需要在每个房间、走廊安装接收天线，导致总体造价较高。

尽管室内定位技术具备多种形式，但其在实际运用过程中存在不足。如申请号：201410819427.4 申请日：2014-12-25的文件中，公开了“一种室内定位系统，用于定位一待定位装置，该室内定位系统包含至少三个设置于一室内空间中不同的位置，且各自提供一对应的唯一特征信息的参考物件及一定位装置。每一参考物件的特征信息相关于一二维坐标。该定位装置包括一拍摄所述参考物件的至少一影像的影像拍摄单元及一处理单元。该处理单元根据该影像获得至少三个分别对应于该影像中所述参考物件的像素位置，且根据所述像素位置及该影像拍摄单元的焦距估算出一第一夹角及一第二夹角，并根据所述参考物件的特征信息、该第一夹角及该第二夹角估算出该待定位装置在一地面上的位置的定位坐标。”

而在另外一篇申请号：201410196911.6 申请日：2014-05-09的文件中，公开了“涉及一种定位方法，特别涉及室内定位方法，用于对终端进行建筑物室内水平定位以及室内垂直定位（不同楼层之间），同时实现室内定位与户外GPS定位之间的无缝切换，属于短距离无线通讯技术领域。包括确定定位路线及路径点、安装无线信号源、建立标准信号数据库、终端一次定位、终端二次定位等步骤。本实用新型的室内定位方法，可实现在建筑物内每一楼层对定位目标进行精确定位，定位精度高；同时，通过室内-室外的转换定位，实现室内-室外定位的无缝、快速转换，定位过程连贯、无死角。”

虽然上述文献对室内定位系统做出改进，使其可以更好地实现定位，但还存在不足。如现有的定位技术依赖无线感应结合卫星定位方式，由于室内环境中信号容易受到干扰，因此信号传输过程中容易受到折损，降低定位精度，无法根据实际的压力接触而获得定位数据，从而降低实用性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，解决现有的定位技术依赖无线感应结合卫星定位方式，由于室内环境中信号容易受到干扰，因此信号传输过程中容易受到折损，降低定位精度，无法根据实际的压力接触而获得定位数据的问题。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，包括：

基站，包括钢性面板、压力感应阵列、数据采集器、模数转换器、RFID读卡器、控制器及zigbee数据收发器，其中钢性面板设置于基站所在区域的地面上，且所述压力感应阵列设置于钢性面板底部；所述压力感应阵列，用于感应获得钢性面板表面的压力模拟信号；所述数据采集器，用于采集压力感应阵列所获得的压力模拟信号；所述模数转换器，用于将所述压力模拟信号转换成压力数字信号；所述RFID读卡器用于获取基站内的射频信号；所述控制器，用于根据RFID读卡器所获取射频信号获得人员的身份信息，以及用于根据接收的压力数字信号计算获得钢性面板表面压力重心点，及根据计算所得压力重心点计算获得该重心点在基站空间内的位置坐标；所述zigbee数据收发器，用于将控制器所得人员的身份信息和重心点在基站空间内的位置坐标发送；

上位机，用于存储基站地图信息；还用于接收和显示人员的身份信息，及将接收的重心点在基站空间内的位置坐标在基站地图中定位，并将定位后的重心点在基站地图上标识和显示。

进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述压力感应阵列采用四个压力传感器。

进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述压力感应阵列采用BK-4型压力传感器。

进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述控制器采用单片机。

进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述RFID读卡器采用YW-610型读卡器。

本实用新型采用上述技术方案，能产生如下技术效果：

本实用新型提供一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，利用压力感应的方式获取到感应信号，使得处于基站内的目标可以直接被感应到压力模拟信号，根据各点传感器受力不同进行定位，该技术具有环境鲁棒性好、持久性强、无负担性以及三维信息感知、定位精度高等优点。同时还对基站所在环境的温湿度进行检测，不仅可以获得重心点在基站空间内的位置坐标，还可以获得基站所在位置的温湿度值，从而及时将这些数据上传至上位机中，上位机对重心点的位置坐标可以及时准确的在基站地图中定位，从而将定位的位置标识和显示，高效地实现智能化地定位。采集过程中可以避免信号的干扰，可以解决现有的定位技术依赖无线感应结合卫星定位方式，由于室内环境中信号容易受到干扰，因此信号传输过程中容易受到折损，降低定位精度，无法根据实际的压力接触而获得定位数据的问题。

附图说明

图1为本实用新型的基于压力感应的室内定位自动控制系统的模块示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的实施方式进行描述。

如图1所示，本实用新型设计了一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，该系统具体包括：

基站，包括钢性面板、压力感应阵列、数据采集器、模数转换器、RFID读卡器、控制器及zigbee数据收发器，其中钢性面板设置于基站所在区域的地面上，且所述压力感应阵列设置于钢性面板底部；所述压力感应阵列，用于感应获得钢性面板表面的压力模拟信号；所述数据采集器，用于采集压力感应阵列所获得的压力模拟信号；所述模数转换器，用于将所述压力模拟信号转换成压力数字信号；所述RFID读卡器用于获取基站内的射频信号；所述控制器，用于根据RFID读卡器所获取射频信号获得人员的身份信息，以及用于根据接收的压力数字信号计算获得钢性面板表面压力重心点，及根据计算所得压力重心点计算获得该重心点在基站空间内的位置坐标；所述zigbee数据收发器，用于将控制器所得人员的身份信息和重心点在基站空间内的位置坐标发送。

上位机，用于存储基站地图信息；还用于接收和显示人员的身份信息，及将接收的重心点在基站空间内的位置坐标在基站地图中定位，并将定位后的重心点在基站地图上标识和显示。

所述系统利用压力感应的方式获取到感应信号，使得处于基站内的目标可以直接被感应到压力模拟信号，根据各点传感器受力不同进行定位，该技术具有环境鲁棒性好、持久性强、无负担性以及三维信息感知、定位精度高等优点。

以及系统还可以对基站内的人员进行身份信息采集，系统还包括设置于基站内的用于获取基站内的射频信号的RFID读卡器，所述RFID读卡器与控制器相连。所述RFID读卡器用于对基站内具备RFID标签的终端或设备或手环发射射频信号，并接受来自内具备RFID标签的终端或设备或手环返回的射频信号，从其中获取用户的身份信息；并将信息经控制器从zigbee数据收发器发送至上位机，使得系统不仅可以进行定位，还可以将处于基站内的人员身份信息确认。从而增加系统的身份可识别功能。所述RFID读卡器采用YW-610型读卡器，微波以2.4G频率，有源电子标签为主。一般为只读，优点是读取距离较远，可以达到100米，定制更可以达到50米或者更远距离。

进一步地，系统中所述压力感应阵列采用四个压力传感器。所述四个压力传感器可以分布在钢性面板的四周，使其形成感应平面，及时对表面的压力进行传感和检测，提高其感应效果。

优选地，所述压力感应阵列采用BK-4型压力传感器。BK-4型压力传感器具备更低功耗，且可以更精准地实现感应。

以及，所述控制器采用单片机，利用单片机可具备高响应速度。zigbee数据收发器，其是一种短距离、低速率的无线网络技术。它介于RFID和蓝牙之间，可以通过传感器之间的相互协调通信进行设备的位置定位。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以ZigBee收发器具备低功耗和低成本。

本实用新型中各部件均为现有的电子模块，属于硬件模块，以及处理器和控制器的功能是运用现有的主控制器本身所具备的接收、简单处理、发送的功能来实现，也未还有特定的方法流程。

本实用新型中涉及到的相关模块及其实现的功能是在改进后的硬件及其构成的装置上搭载现有技术中常规的计算机软件程序或有关协议就可实现，并非是对现有技术中的计算机软件程序或有关协议进行改进。本实用新型的创新之处在于对装置整体的改进，包括各硬件模块及其连接组合关系，而非是对各硬件模块中为实现有关功能而搭载的软件或协议的改进。

综上，本实用新型提供一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，可以获得重心点在基站空间内的位置坐标，还可以获得基站所在位置的温湿度值，上位机对重心点的位置坐标可以及时准确的在基站地图中定位，从而将定位的位置标识和显示，高效地实现智能化地定位。采集过程中可以避免信号的干扰。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种基于压力感应的室内定位自动控制系统，其特征在于，包括：

基站，包括钢性面板、压力感应阵列、数据采集器、模数转换器、RFID读卡器、控制器及zigbee数据收发器，其中钢性面板设置于基站所在区域的地面上，且所述压力感应阵列设置于钢性面板底部；所述压力感应阵列，用于感应获得钢性面板表面的压力模拟信号；所述数据采集器，用于采集压力感应阵列所获得的压力模拟信号；所述模数转换器，用于将所述压力模拟信号转换成压力数字信号；所述RFID读卡器用于获取基站内的射频信号；所述控制器，用于根据RFID读卡器所获取射频信号获得人员的身份信息，以及用于根据接收的压力数字信号计算获得钢性面板表面压力重心点，及根据计算所得压力重心点计算获得该重心点在基站空间内的位置坐标；所述zigbee数据收发器，用于将控制器所得人员的身份信息和重心点在基站空间内的位置坐标发送；

上位机，用于存储基站地图信息；还用于接收和显示人员的身份信息，及将接收的重心点在基站空间内的位置坐标在基站地图中定位，并将定位后的重心点在基站地图上标识和显示。

2.根据权利要求1所述基于压力感应的室内定位自动控制系统，其特征在于：所述压力感应阵列采用四个压力传感器。

3.根据权利要求1所述基于压力感应的室内定位自动控制系统，其特征在于：所述压力感应阵列采用BK-4型压力传感器。

4.根据权利要求1所述基于压力感应的室内定位自动控制系统，其特征在于：所述控制器采用单片机。

5.根据权利要求1所述基于压力感应的室内定位自动控制系统，其特征在于：所述RFID读卡器采用YW-610型读卡器。