CN207340196U - 一种基于uwb技术的定位卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于UWB技术的定位卡，包括UWB定位模块、北斗定位模块，控制系统，RFID芯片，所述UWB定位模块用于接收和发送UWB定位数据，所述北斗定位模块用于接收和发送北斗导航系统的定位数据，其特征在于，所述定位卡还包括通信模块，所述控制系统分别与北斗定位模块、UWB定位模块电连接并实时接收、检测定位数据；所述通信模块与控制系统的进行交互，并提供外部访问接口。本实用新型将UWB与北斗导航技术相结合实现室内外定位的无缝精确定位，具有高抗干扰能力、高精度定位、低成本、高信息安全性的优点。

Description

一种基于UWB技术的定位卡

技术领域

本实用新型属于电子设备领域，涉及一种定位卡，尤其涉及一种基于UWB技术的定位卡。

背景技术

随着无线通信技术的发展，新兴的无线网络技术，例如WiFi、WiMax、ZigBee、Ad-hoc、BlueTooth和UltraWideBand(UWB)，在办公室、家庭、工厂、公园等大众生活的方方面面得到了广泛应用，基于无线网络的定位技术的应用加具有广阔的发展前景。

除了GPS(全球定位系统)在导航和室外环境的应用定位以外，人们对室内定位、短距离定位缺乏深入的研究和了解。UWB超宽带(UltraWideBand)技术由于功耗低、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，在众多无线定位技术中脱颖而出，成为无线定位技术的热点。

当前比较流行的Wi-Fi定位是IEEE802.11的一种定位解决方案。目前，它应用于小范围的室内定位，成本较低，但Wi-Fi收发器只能覆盖半径90m以内的地理区域，很容易受到其他信号干扰，从而影响定位精度，并不十分可靠，而且定位器的能耗较高。

蓝牙技术应用于定位，与Wi-Fi有很多相似之处，主要应用于小范围定位，例如单层大厅或仓库；同样有定位误差不稳定，受噪声信号干扰大的缺点。

近年来校园安全安保、企事业单位频发安全事故、盗窃事故，大型楼宇停车难问题突显，为了解决这一系列问题，市场急需一种无缝连续轨迹定位的设备和系统，应对上述场景。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是现有的室内定位技术精度低、成本高、能耗高、易受到干扰以及室内外存在定位技术结合难，存在盲区的问题。

为解决上述问题，本实用新型第一方面的目的提供了一种基于UWB技术的定位卡，包括UWB定位模块、北斗定位模块，控制系统，RFID芯片，所述UWB定位模块用于接收和发送UWB定位数据，所述北斗定位模块用于接收和发送北斗导航系统的定位数据，所述控制系统分别与北斗定位模块、UWB定位模块电连接并实时接收、检测定位数据；所述定位卡还包括通信模块，所述定位卡还包括通信模块，所述通信模块与控制系统的进行交互，并提供外部访问接口。

根据本实用新型的一个实施例，在企业的保密需求、安全生产场景，以及学校的安全场景中，所述定位卡还包括蜂鸣器，蜂鸣器根据定位卡的系统预设禁入地点发出报警提示。

根据本实用新型的一个实施例，所述定位卡还包括语音模块，所述语音模块包括听筒和麦克风。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制系统为嵌入式控制系统。

进一步地，所述控制系统包括切换模块，所述切换模块根据定位数据判断定位卡处于室内或室外来选择与通信模块进行交互。

更进一步地，所述切换模块每隔1秒采集UWB定位模块的数据，每隔3分钟采集北斗定位模块的数据。

根据本实用新型的一个实施例，所述通信模块至少包括GSM模块、GPRS模块、3G模块、LTE模块、数字集群模块中的一种。

本实用新型的第二方面的目的在于提供了一种基于上述定位卡的定位系统。

根据本实用新型的一个实施例，所述定位系统还包括管理平台、RFID读取设备，电子围栏，视频监控系统，所述管理平台通过通信模块与所述定位卡进行交互，并对定位数据进行分析，结合地图定位数据、视频监控数据绘制定位卡的轨迹实现无缝跟踪。

本实用新型的有益效果是：

1.通过UWB与相结合实现室内外定位的无缝精确定位，高抗干扰能力、高精度定位；低生产成本、低运营成本、高信息安全性；低能耗及低发射功率。

2.视频监控系统和电子围栏技术结合RFID可以实现安全预警、连续定位等特定需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的包括切换模块的控制系统与定位模块的结构示意图；

图3为本实用新型定位系统结构示意图；

附图标记

1.定位卡；2.控制系统；21.切换模块；3.北斗定位模块；4.UWB定位模块；5.RFID芯片；6.通信模块；7.蜂鸣器8.管理平台9.RF读取器。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型所提出的技术方案，下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步阐述。

如图1所示，一种基于UWB技术的定位卡1，包括UWB定位模块4、北斗定位模块3，控制系统2，RFID芯片5，所述UWB定位模块4用于接收和发送UWB定位数据，所述北斗定位模块3用于接收和发送北斗导航系统的定位数据，所述控制系统2分别与北斗定位模块3、UWB定位模块4电连接并实时接收、检测定位数据；所述定位卡1还包括通信模块6，所述通信模块6与控制系统2的进行交互，并提供外部访问接口。

如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，在企业的保密需求、安全生产场景或学校的安全场景中，所述定位卡1还包括蜂鸣器7，蜂鸣器7可根据定位卡1的预设的禁入地点发出报警提示。

在本实用新型的一个实施例中，在一些需要复杂安全需要救援的场合中，为定位卡提供对外通话的功能，所述定位卡1还包括语音模块，所述语音模块包括听筒和麦克风。

在本实用新型的一个实施例中，为实现定位卡1小型化、低成本、低功耗的需求，所述控制系统2为嵌入式控制系统2。常见的嵌入式系统基于ARM处理器，在本实用新型的一个实施中，采用ARM920T处理器，该处理器带独立的16KB的指令Cache和16KB数据Cache、MMU虚拟存储器管理、LCD控制器、NAND控制器、3路UART、4通道PWM定时器、并行I/O口、8路10位ADC、主频最高可达266MHz。

由于室内与室外属于使用不同的定位方法，因此在本实用新型的一个实施例中，控制系统2还包括切换模块21，所述切换模块21根据定位数据判断定位卡1处于室内或室外来选择与通信模块6进行交互。根据应用场景的不同，切换模块21可以智能选择传输数据，以减少功耗和带宽消耗。例如，在学校场景中，在上课时，提高UWB的定位数据采集频率，减小北斗定位模块3的采集频率。而以工矿作业，地下停车场应该采用适当提高北斗定位模块3的采集频率。

在本实用新型的实施例中所述切换模块21每隔1秒采集UWB定位模块4的数据，每隔3分钟采集北斗定位模块3的数据。当然，可根据具体的应用场景或数据统计分析，对采集的频率进行适应性修改。北斗定位模块3采用差分算法使室外定位达到5米，室内场景采用UWB定位模块4定位精度达到30cm。

根据本实用新型的一个实施例，所述通信模块6至少包括GSM模块、GPRS模块、3G模块、LTE模块、数字集群模块、Zigbee的一种。实际使用中，GPRS模块作为传输定位数据，拥有低延时、高抗干扰、低功耗的优势。

本实用新型的第二方面的目的在于提供了一种基于上述定位卡1的定位系统。

如图3所示，根据本实用新型的一个实施例，所述定位系统还包括管理平台8、RFID读取设备，电子围栏，视频监控系统，所述管理平台8通过通信模块6与所述定位卡1进行交互，并对定位数据进行分析，结合地图定位数据、视频监控数据绘制定位卡1的轨迹实现无缝跟踪。通过RFID读取器9读取RFID中身份信息，可以完成预定地点签到打卡、安全监控、布控信息点EFID授权定位等功能。

本实用新型通过北斗定位和UWB定位结合电子围栏技术，对UWB信号自动切换和定位；每秒采集一次座标室外每3分钟、室内实时通过UWB基站发送到服务器，使用定位卡1的人员轨迹形成无缝跟踪。管理平台8接收的大量来自的定位卡1的定位数据并对数据分析和聚类，室外使用商业地图、室内使用自绘电子地图实现对电子地图的准确纠偏。在拐点的纠偏上进行了基于多点的二次聚类，提高了针对轨迹拐点纠偏的可靠性；通过对道路图层道路节点信息的纠偏，提高精度，还可以校正道路图层中的拓扑错误，并可以随着管理平台8的数据库不断存储的所有人员定位数据的更新进行重复纠偏，进一步提高纠偏后数字地图的准确性，可以快速实现动态纠偏，准确轨迹绘图的目的。

此外还可根据已有视频监控系统作为定位系统的补充，减少盲区的存在，提高定位精度。

根据上述说明书中支架的结构和功能的揭示，本实用新型所属领域的技术人员还可以将上述实施方式进行变更和修改，以应用于其他领域。因此，虽然本实用新型只给出了手机的数据线的实例，但本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (9)

1.一种基于UWB技术的定位卡，包括UWB定位模块、北斗定位模块，控制系统，RFID芯片，所述UWB定位模块用于接收和发送UWB定位数据，所述北斗定位模块用于接收和发送北斗导航系统的定位数据，其特征在于，所述定位卡还包括通信模块，

所述控制系统分别与北斗定位模块、UWB定位模块电连接并实时接收、检测定位数据；

所述通信模块与控制系统的进行交互，并提供外部访问接口。

2.根据权利要求1所述的定位卡，其特征在于，所述定位卡还包括蜂鸣器。

3.根据权利要求1所述的定位卡，其特征在于，所述定位卡还包括语音模块，所述语音模块包括听筒和麦克风。

4.根据权利要求1所述的定位卡，其特征在于，所述控制系统为嵌入式控制系统。

5.根据权利要求4所述的定位卡，其特征在于，所述控制系统包括切换模块，所述切换模块根据定位数据判断定位卡处于室内或室外来选择与通信模块进行交互。

6.根据权利要求5所述的定位卡，其特征在于，所述切换模块每隔1秒采集UWB定位模块的数据，每隔3分钟采集北斗定位模块的数据。

7.根据权利要求1所述的定位卡，其特征在于，所述通信模块至少包括GSM模块、GPRS模块、3G模块、LTE模块、数字集群模块中的一种。

8.一种基于UWB技术的定位系统，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的定位卡。

9.根据权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括管理平台、RFID读取设备，电子围栏，视频监控系统，所述管理平台通过通信模块与所述定位卡进行交互，并对定位数据进行分析，结合地图定位数据、视频监控数据绘制定位卡的轨迹实现无缝跟踪。