CN207219045U - 一种基于LoRa技术的位置信息采集终端及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于定位技术领域，提供了一种基于LoRa技术的位置信息采集终端及系统，其中系统包括设置在目标物体上的无线射频标签、位置信息采集终端、LoRa网关以及应用服务器，所述位置信息采集终端通过所述LoRa网关与所述应用服务器无线通信连接，其中所述位置信息采集终端包括：无线射频阅读单元、处理器、无线单元以及供电单元；其中，所述无线射频阅读单元、所述无线单元以及所述供电单元均与所述处理器电性连接。本实用新型提可以提高室内定位精度，减少部署的定位设备的数量，降低定位设备成本和能耗。

Description

一种基于LoRa技术的位置信息采集终端及系统

技术领域

本实用新型属于定位技术领域，尤其涉及一种基于LoRa扩频技术的位置信息采集终端及系统。

背景技术

近年来随着移动互联网的迅速发展，数据和多媒体业务快速增加，更多的应用平台需要知道目标的位置信息，基于位置的服务受到了越来越多的关注，人们对于室内定位的需求也日益增加。室内定位技术对于城市居民来说尤为重要，例如：在超级商场，可以通过获得消费者个人位置信息和目标商品位置信息，进行路线指引，实现智能导购；在突发灾难中，通过室内定位，引导救援人员以最快速度解救大楼内被困人员；在医院里，病人的监控以及医疗设备的管理等。现有的室内定位技术一般包括以下几种方式：

第一种，GPS定位方式。当GPS接收机在室内工作时，由于GPS信号易受建筑物影响，会导致定位精度较低，并且定位设备的成本较高。

第二种，以WIFI定位、蓝牙、RFID以及ZIGbee代表的无线通信定位方式。这些定位方式很容易受到其他信号的干扰，定位精度较低，定位设备的能耗也较高。

综上，现有的室内定位技术存在有定位精度交底、定位设备成本较高以及定位设备能耗较高的缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于LoRa技术的位置信息采集装置，备，以解决现有技术中室内定位技术存在有定位精度交底、定位设备成本较高以及定位设备能耗较高的问题。

第一方面，本实用新型提供了一种基于LoRa技术的位置信息采集终端，包括：

用于扫描获取设置在目标物体上的无线射频标签信息的无线射频阅读单元；

用于对所述无线射频标签信息进行处理的处理器；

用于将处理后的所述无线射频标签的信息通过LoRa网关传输至应用平台，使所述应用服务器根据所述无线射频标签的信息获取所述目标物体的位置信息的无线单元；以及，

用于为所述处理器供电的供电单元；

其中，所述无线射频阅读单元、所述无线单元以及所述供电单元均与所述处理器电性连接。

在上述技术方案的基础上，所述无线单元采用LoRaWAN单元。

在上述技术方案的基础上，所述LoRaWAN单元通过UART串口连接所述处理器。

在上述技术方案的基础上，所述无线射频阅读单元通过IO接口连接所述处理器。

第二方面，本实用新型还提供了一种基于LoRa技术的位置信息采集系统，包括如上述第一方面所述的基于LoRa技术的位置信息采集终端，还包括设置在目标物体上的无线射频标签、LoRa网关以及应用服务器，所述位置信息采集终端通过所述LoRa网关与所述应用服务器无线通信连接。

在上述技术方案的基础上，所述无线射频标签采用无源射频标签。

在上述技术方案的基础上，所述无源射频标签包括：

用于存储所述目标物体的标识信息的第一集成电路芯片；和，

用于接收所述无线射频阅读单元发送的能量，将所述能量转换为工作电压片供电，并与所述无线射频阅读单元进行通信的第一射频天线；

其中，所述第一集成电路芯片与所述第一射频天线电性连接。

在上述技术方案的基础上，所述无线射频标签采用有源射频标签。

在上述技术方案的基础上，所述有源射频标签包括：

用于存储所述目标物体的标识信息的第二集成电路芯片；

用于与所述无线射频阅读单元进行通信的第二射频天线；以及，

用于为所述第二集成电路芯片和所述第二射频天线供电的电池单元；

其中，所述电池单元、所述第二射频天线均与所述第二集成电路芯片电性连接。

本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本实用新型提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集终端由于通过位置信息采集终端内的无线射频阅读单元读取目标物体上无线射频标签的信息，然后通过无线单元将所述无线射频标签的信息通过LoRa网关传输至应用服务器，使应用服务器根据所述无线射频标签的信息分析得到所述目标物体的位置信息，由于LoRa技术具有极强的绕射能力，因此其不易受其他信号的干扰，使得室内定位精度较高；由于LoRa网关可以同时接收多个位置信息采集终端发送的无线射频标签的信息，因此其可以减少部署的定位设备的数量，降低定位设备成本；另外，由于LoRa技术具有低功耗的特性，因此其还可以降低定位设备的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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是本实用新型一个实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集终端的示意性框图；

图2是本实用新型一个实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集系统的示意性框图；

图3是本实用新型一个实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集系统中无线射频标签的示意性框图；

图4是本实用新型一个实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集系统中无线射频标签的示意性框图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图2是本实用新型一个实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集终端的示意性框图。为了便于说明，仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图1所示，本实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集终端2包括：

用于扫描获取所述无线射频标签1的信息的无线射频阅读单元21；

用于对所述无线射频标签1的信息进行处理的处理器22；

用于将处理后的所述无线射频标签1的信息通过所述LoRa网关3传输至所述应用平台，使所述应用服务器4根据所述无线射频标签1的信息获取所述目标物体的位置信息的无线单元23；以及，

用于为所述处理器22供电的供电单元24；

其中，所述无线射频阅读单元21、所述无线单元23以及所述供电单元24均与所述处理器22电性连接。

在具体应用中，所述目标物体包括但不限于各类物品、各类动物以及人。

在具体应用中，所述无线射频标签1的信息包括但不限于所述目标物体的唯一标识以及接收的所述无线射频标签1发送的信号的RSSI值和/或接收到所述无线射频标签发送的信号的到达时间。所述应用服务器4在接收到所述位置信息采集终端2发送的所述无线射频标签1的信息后，通过RSSI测距技术根据所述无线射频阅读单元接收到所述无线射频标签发送的射频信号的强弱或者根据所述无线射频阅读单元接收到所述无线射频标签发送的射频信号的到达时间确定所述无线射频标签1所在的目标物体的位置信息。

在具体应用中，所述供电单元24采用大容量可充电电池，以保障所述处理器22可以正常工作。

优选的，在一个实施例中，所述无线单元23采用LoRaWAN单元。所述LoRaWAN单元通过UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter，通用异步收发传输器)串口连接所述处理器22。

优选的，在一个实施例中，所述无线射频阅读单元21通过IO接口连接所述处理器22。

在具体应用中，所述位置信息采集终端2内的无线阅读但与能够处理在有效区域内同时存在的多个无线射频标签1的信息，同时所述LoRa网关3能够同时接收多个位置信息采集终端2发送的多个无线射频标签1的信息，所述LoRa网关3与所述位置信息采集终端2之间的传输距离可以达到10KM以上，其可以减少部署的设备数量。

在具体应用中，所述处理器22通过LoRaWAN协议栈控制所述LoRaWAN单元和所述无线射频阅读单元21。

以上可以看出，本实用新型实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集装置通过位置信息采集终端2内的无线射频阅读单元21读取目标物体上无线射频标签1的信息，然后通过无线单元23将所述无线射频标签1的信息通过LoRa网关3传输至应用服务器4，使应用服务器4根据所述无线射频标签1的信息分析得到所述目标物体的位置信息，由于LoRa技术具有极强的绕射能力，因此其不易受其他信号的干扰，使得室内定位精度较高；由于LoRa网关3可以同时接收多个位置信息采集终端2发送的无线射频标签1的信息，因此其可以减少部署的定位设备的数量，降低定位设备成本；另外，由于LoRa技术具有低功耗的特性，因此其还可以降低定位设备的能耗。

图2是本实用新型一个实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集系统的示意性框图。为了便于说明，仅仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图1所示，本实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集系统，包括设置在目标物体上的无线射频标签1、基于LoRa技术的位置信息采集终端2、LoRa网关3以及应用服务器4，所述位置信息采集终端2通过所述LoRa网关3与所述应用服务器4无线通信连接，其中所述位置信息采集终端2包括：

用于扫描获取所述无线射频标签1的信息的无线射频阅读单元21；

用于对所述无线射频标签1的信息进行处理的处理器22；

用于将处理后的所述无线射频标签1的信息通过所述LoRa网关3传输至所述应用平台，使所述应用服务器4根据所述无线射频标签1的信息获取所述目标物体的位置信息的无线单元23；以及，

用于为所述处理器22供电的供电单元24；

其中，所述无线射频阅读单元21、所述无线单元23以及所述供电单元24均与所述处理器22电性连接。

在具体应用中，所述目标物体包括但不限于各类物品、各类动物以及人。

在具体应用中，所述无线射频标签1的信息包括但不限于所述目标物体的唯一标识以及接收的所述无线射频标签1发送的信号的RSSI值。所述应用服务器4在接收到所述位置信息采集终端2发送的所述无线射频标签1的信息后，通过RSSI测距技术确定所述无线射频标签1所在的目标物体的位置信息。

在具体应用中，所述供电单元24采用大容量可充电电池，以保障所述处理器22可以正常工作。

在具体应用中，所述供电单元24采用大容量可充电电池，以保障所述处理器22可以正常工作。

优选的，在一个实施例中，所述无线单元23采用LoRaWAN单元。所述LoRaWAN单元通过UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter，通用异步收发传输器)串口连接所述处理器22。

优选的，在一个实施例中，所述无线射频阅读单元21通过IO接口连接所述处理器22。

在具体应用中，所述位置信息采集终端2内的无线阅读但与能够处理在有效区域内同时存在的多个无线射频标签1的信息，同时所述LoRa网关3能够同时接收多个位置信息采集终端2发送的多个无线射频标签1的信息，所述LoRa网关3与所述位置信息采集终端2之间的传输距离可以达到10KM以上，其可以减少部署的设备数量。

在具体应用中，所述处理器22通过LoRaWAN协议栈控制所述LoRaWAN单元和所述无线射频阅读单元21。

参见图3所示，在一个实施例中，所述无线射频标签1采用无源射频标签11。所述无源射频标签11包括：

用于存储所述目标物体的标识信息的第一集成电路芯片111；和，

用于接收所述无线射频阅读单元21发送的能量，将所述能量转换为工作电压片供电，并与所述无线射频阅读单元21进行通信的第一射频天线112；

其中，所述第一集成电路芯片111与所述第一射频天线112电性连接。

在具体应用中，所述无源射频标签11自身不带有电源，其通过所述第一射频天线112从所述无线射频阅读单元21发出的能量中获取工作电压，其特点是重量轻、体积小、寿命长。

参见图4所示，在一个实施例中，所述无线射频标签1采用有源射频标签12。所述有源射频标签12包括：

用于存储所述目标物体的标识信息的第二集成电路芯片121；

用于与所述无线射频阅读单元21进行通信的第二射频天线122；以及，

用于为所述第二集成电路芯片和所述第二射频天线供电的电池单元123；

其中，所述电池单元123、所述第二射频天线122均与所述第二集成电路芯片121电性连接。

在具体应用中，有源射频标签12通过自身带有的电池单元123为所述第二射频天线122和所述第二集成电路芯片121供电，其特点是识别距离长。

在具体应用中，以下结合图1详细论述本实用新型实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集系统的工作原理：

当所述位置信息采集终端2接收到所述应用服务器4通过所述LoRa网关3发送的目标物体的位置信息采集指令时，由所述位置信息采集终端2内部的处理器22通过LoRaWAN协议栈控制所述位置信息采集终端2内的所述无线射频阅读单元21发出查询指令，有效区域内的多个无线射频标签1同时应答，此时所述无线射频阅读单元21即可读取到多个无线射频标签1的信息，并通过所述IO口将读取到的多个无线射频标签1的信息上传至所述处理器22，由所述处理器22对所述多个无线射频标签1的信息进行扩频处理后，通过LoRaWAN协议栈控制所述LoRaWAN单元将其通过所述LoRa网关3上传至所述应用服务器4，然后由所述应用服务器4利用RSSI测距技术根据所述多个无线射频标签1的信息分析得出所述多个无线射频标签1所在的多个目标物体的位置信息，至此完成目标物体的位置信息采集。

以上可以看出，本实用新型实施例提供的一种基于LoRa技术的位置信息采集系统通过位置信息采集终端2内的无线射频阅读单元21读取目标物体上无线射频标签1的信息，然后通过无线单元23将所述无线射频标签1的信息通过LoRa网关3传输至应用服务器4，使应用服务器4根据所述无线射频标签1的信息分析得到所述目标物体的位置信息，由于LoRa技术具有极强的绕射能力，因此其不易受其他信号的干扰，使得室内定位精度较高；由于LoRa网关3可以同时接收多个位置信息采集终端2发送的无线射频标签1的信息，因此其可以减少部署的定位设备的数量，降低定位设备成本；另外，由于LoRa技术具有低功耗的特性，因此其还可以降低定位设备的能耗。

在本实用新型所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于LoRa技术的位置信息采集终端，其特征在于，包括：

用于扫描获取设置在目标物体上的无线射频标签信息的无线射频阅读单元；

用于对所述无线射频标签信息进行处理的处理器；

用于将处理后的所述无线射频标签的信息通过LoRa网关传输至应用平台，使所述应用服务器根据所述无线射频标签的信息获取所述目标物体的位置信息的无线单元；以及，

用于为所述处理器供电的供电单元；

其中，所述无线射频阅读单元、所述无线单元以及所述供电单元均与所述处理器电性连接。

2.如权利要求1所述的基于LoRa技术的位置信息采集终端，其特征在于，所述无线单元采用LoRaWAN单元。

3.如权利要求2所述的基于LoRa技术的位置信息采集终端，其特征在于，所述LoRaWAN单元通过UART串口连接所述处理器。

4.如权利要求1所述的基于LoRa技术的位置信息采集终端，其特征在于，所述无线射频阅读单元通过IO接口连接所述处理器。

5.一种基于LoRa技术的位置信息采集系统，其特征在于，包括如权利要求1～4任一项所述的基于LoRa技术的位置信息采集终端，还包括设置在目标物体上的无线射频标签、LoRa网关以及应用服务器，所述位置信息采集终端通过所述LoRa网关与所述应用服务器无线通信连接。

6.如权利要求5所述的基于LoRa技术的位置信息采集系统，其特征在于，所述无线射频标签采用无源射频标签。

7.如权利要求6所述的基于LoRa技术的位置信息采集系统，其特征在于，所述无源射频标签包括：

用于存储所述目标物体的标识信息的第一集成电路芯片；和，

用于接收所述无线射频阅读单元发送的能量，将所述能量转换为工作电压片供电，并与所述无线射频阅读单元进行通信的第一射频天线；

其中，所述第一集成电路芯片与所述第一射频天线电性连接。

8.如权利要求6所述的基于LoRa技术的位置信息采集系统，其特征在于，所述无线射频标签采用有源射频标签。

9.如权利要求8所述的基于LoRa技术的位置信息采集系统，其特征在于，所述有源射频标签包括：

用于存储所述目标物体的标识信息的第二集成电路芯片；

用于与所述无线射频阅读单元进行通信的第二射频天线；以及，

用于为所述第二集成电路芯片和所述第二射频天线供电的电池单元；

其中，所述电池单元、所述第二射频天线均与所述第二集成电路芯片电性连接。