CN206038898U - 一种基于物联网的室内定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的室内定位系统，包括内置有WIFI模块和RFID模块的家庭网关、智能终端、RFID读写器以及若干RFID电子标签和蓝牙装置，智能终端具有蓝牙模块，智能终端通过蓝牙模块与蓝牙装置进行连接，RFID读写器通过RFID与电子标签进行连接；电子标签和蓝牙装置各自贴于物品上；蓝牙装置包括有蓝牙芯片，以及报警用的蜂鸣器和LED灯。本实用新型综合运用蓝牙技术、RFID技术、无线网络技术、数据处理技术等以实现常用物品查询与定位功能，通过蓝牙定位与RFID定位技术结合，同时结合声光报警提醒，达到准确定位、无缝定位、无死角定位的目的，提高物品查询及定位的效率，使用智能查询终端，人机交互，使用极为方便。

Description

一种基于物联网的室内定位系统

技术领域

本实用新型定位系统装置技术领域，具体涉及一种用于室内定位的系统。

背景技术

随着人们生活水平的发展，人们(尤其是老人)的健康安全问题成了一个更受重视的话题，老人家年纪大了，经常会遗忘一些事、一些物品的放置位置，如时常找不到常用的物品、药品、眼镜、遥控器等。

为了对此类物品进行定位，目前发展不少室内定位技术。当前的室内定位技术主要依据WIFI、UWB(超宽带)、超声波和RFID(射频识别)等技术，通常利用测定距离的方法和基于特征匹配的定位方法来进行室内定位，基于特征匹配在一定程度能达到较高的定位精度，但需要前期进行大量的数据采集，建立指纹库，特征匹配过程较为耗时、耗能，成本高，操作复杂。由于无线信号传输的复杂和无线信道的时变性，干扰误差较大。在测距定位方法中主要有依据传播时间、信号抵达时间差、信号抵达角度和接受信号强度RSS。基于时间基准的定位需要严格的时钟同步技术，这点很难做到，基于抵达角度的测距方法硬件复杂、实施难度大，成本高。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺陷，提供一种定位过程更方便、使用简单、定位效率高、定位更准确的基于物联网的室内定位系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于物联网的室内定位系统，其特征在于：包括内置有WIFI模块和RFID模块的家庭网关、能通过WIFI与家庭网关连接的智能终端、能通过RFID与家庭网关连接的RFID读写器以及若干RFID电子标签和蓝牙装置，智能终端具有蓝牙模块，智能终端通过蓝牙模块与蓝牙装置进行连接，RFID读写器通过RFID与电子标签进行连接；电子标签和蓝牙装置各自贴于物品上。

贴于物品上的蓝牙装置包括有蓝牙芯片，以及报警用的蜂鸣器和LED灯，蓝牙芯片的型号为CC2540，定位成功后可以发出声音和灯光。

需要定位的物品包括有两种，依据实际情况，如体积、操作复杂性、使用频度等情况分类，一种贴有电子标签，主要针对次常用、次重要的物品，如眼镜、书籍等，另一种同时贴有电子标签和蓝牙装置，主要针对最重要的、最常用的物品，如药盒、遥控器、钱包等。

进一步地，所述智能终端包括智能手机、平板查询终端或平板电脑。

进一步地，所述RFID读写器设置有两个具体固定距离且相互垂直的天线，两个天线辐射面是相互垂直的。

本实用新型综合运用蓝牙技术、RFID技术、无线网络技术、数据处理技术等以实现常用物品查询与定位功能，通过蓝牙定位与RFID定位技术结合，同时结合声光报警提醒，达到准确定位、无缝定位、无死角定位的目的，提高物品查询及定位的效率，使用智能查询终端，人机交互，使用极为方便。

附图说明

图1为本实用新型结构示意框图；

图2为物品定位示意框图；

图3为本实用新型RFID定位示意图；

图4为本实用新型系统功能流程图。

具体实施方式

本实施例中，参照图1和图2，所述基于物联网的室内定位系统，包括内置有WIFI模块和RFID模块的家庭网关、能通过WIFI与家庭网关连接的智能终端、能通过RFID与家庭网关连接的RFID读写器以及若干RFID电子标签和蓝牙装置，智能终端具有蓝牙模块，智能终端通过蓝牙模块与蓝牙装置进行连接，RFID读写器通过RFID与电子标签进行连接；电子标签和蓝牙装置各自贴于物品上。

贴于物品上的蓝牙装置包括有蓝牙芯片，以及报警用的蜂鸣器和LED灯，蓝牙芯片的型号为CC2540，定位成功后可以发出声音和灯光。

需要定位的物品包括有两种，依据实际情况，如体积、操作复杂性、使用频度等情况分类，一种贴有电子标签，主要针对次常用、次重要的物品，如眼镜、书籍等，另一种同时贴有电子标签和蓝牙装置，主要针对最重要的、最常用的物品，如药盒、遥控器、钱包等。

参照图3和图4，电子标签用于标识物品，记录物品应放置的具体位置。该系统使用GFTF-8021型Inlay超高频电子标签，其采用高性能的智能型芯片，符合EPC C1G2(ISO18000-6C)标准，工作频率为902MHz～928MHz。该标签内含有防冲突机制，能够有效防止数据干扰，适合于多标签识别的应用场合。

RFID读写器用于读取贴有电子标签的物品信息，利用多个读写器或多通道式天线实现对物品位置的准确定位，并将物品的位置信息上报至智能家庭网关服务器。RFID读写器采用英频杰的R420Speedway Revolution，Speedway造型简洁并支持多种新功能，如支持以太网供电(PoE)和Sierra Wireless无线拨号连接，提高了应用及配置的灵活性。以太网供电让配置更简化，且无需在读写点安装交流电电源插座，从而大幅减少费用。使用以太网可以在减少操作成本的同时，还能够减少温室气体的排放，而正是因为SpeedwayRevolution的低功耗让这一切成为可能。即使是通过以太网供电，Speedway Revolution也能实30dBm的全速传输功率和高读取性能。有了Speedway Revolution的Autopilot技术，各项新的技术能够共同协作，自动优化阅读器在应用环境中的操作，使其始终处于的性能状态。其中Autopilot技术，一套独特的固件功能集共同努力，自动针对所处环境对RFID读写器的操作进行优化。动态天线开关提高生产率和读写效率。SpeedwayRevolution能感应标签在运作现场的具体位置，自动分配更多时间在标签数量多的天线上。

考虑到有些位置，是RFID识别的盲区以及超高频段无线电信号的传输特性，在一些常用物品上安装低功耗蓝牙模块，pad本身自带蓝牙设备，pad端蓝牙的功能是通过获取配对蓝牙的信号强度值RSSI，将RSSI换算成距离，在定位应用程序中予以与pad之间的距离，确定物体的位置信息。蓝牙芯片选用德州仪器的CC2540，CC2540是一个超低消耗功率的真正系统单晶片，它整合了包含微控制器、主机端及应用程序在一个元件上。CC2540结合一个优异的无线射频传送接收器及一个工业标准的加强型8051微控制器，它包括连接类比及数位感应器的周边，内建可程式的快闪记忆体，精确的无线射频讯号强度指示，全速USB2.0界面，内建AES-128加密引擎。CC2540用于感应器应用及行动手持装置周边的低功率蓝牙解决方案。

蓝牙装置上设置蜂鸣器和LED灯，根据实际需要，可以声光等方式提醒用户物品的位置。

查询终端，如Pad查询终端，运行的系统可以是安卓、Windows等。在其系统上安装有室能常用物品定位系统。其主要功能是：提供人机交互界面，利于用户实际操作。添加、更改、查询常用物品种类及其经常放置的位置。利于RFID读写器或者蓝牙设备，定位某个物品的实际位置，与家庭网关设备进行数据交换。对定位设备读取的数据信息进行分析、解析。依据用户房型、建筑图纸，构建三维场景图、显示物品在室内房间的三维场景图上。

家庭网关借助现有的计算机网络技术，将家庭内各种家电和设备连网，通过网络为人们提供各种丰富、多样化、个性化、方便、舒适、安全和高效的服务。家庭内部信息与家庭外部信息的交换设备，存储常用物品信息，包括编号、名称、加入日期、拥有者、数量等。

系统上电初始化，用户点击某个物品的图标进行查询操作，如果物品不在常放置的位置，那么系统启动RFID读写器设备，同时启动两个读写器或者启动读写器的两个天线，两个天线辐射面是相互垂直的，且两者之间设定一定的距离，同时扫描物品上附着的标签，如果扫描到某个物品的电子标签编号，则返回该物品的三维坐标信息(这个坐标是经过RFID读写器进行定位程序的转换)，两个读写器或者两个天线读取到同一张标签，将得到两条直线，两条直线相交的点即为标签的三维坐标。放置在天花板上的的读写器扫描到标签的位置直线SR，放置在侧墙上的读写器扫描到标签的位置直线OP，两条直线相交，解析，将得到标签的三维坐标值，RFID读写器将其上传、存储至家庭网关的数据表中。Pad查询终端获取到物品的坐标后，将坐标信息显示在室内房间三维场景图上，清晰地看到物品放置位置。

同时RFID读写器的工作功率可以依据实际需要进行设定，以达到更加准确定位的目的。

如果读写器未读到电子标签，则物品定位系统启动自身蓝牙设备，其扫描附着在物品上的蓝牙模块。获取其蓝牙的信号强度，系统将其转换成距离，同时启动蜂鸣器、点亮LED灯，提醒用户，同时将物品位置显示在室内房间三维场景图上，清晰地看到物品放置位置。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (5)

1.一种基于物联网的室内定位系统，其特征在于：包括内置有WIFI模块和RFID模块的家庭网关、能通过WIFI与家庭网关连接的智能终端、能通过RFID与家庭网关连接的RFID读写器以及若干RFID电子标签和蓝牙装置，智能终端具有蓝牙模块，智能终端通过蓝牙模块与蓝牙装置进行连接，RFID读写器通过RFID与电子标签进行连接；电子标签和蓝牙装置各自贴于物品上。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内定位系统，其特征在于：贴于物品上的蓝牙装置包括有蓝牙芯片，以及报警用的蜂鸣器和LED灯，蓝牙芯片的型号为CC2540。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内定位系统，其特征在于：需要定位的物品包括有两种，一种贴有电子标签，另一种同时贴有电子标签和蓝牙装置。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内定位系统，其特征在于：所述智能终端包括智能手机、平板查询终端或平板电脑。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的室内定位系统，其特征在于：所述RFID读写器设置有两个具体固定距离且相互垂直的天线。