CN208366351U - 一种蓝牙有源电子标签及由其构成的无人机导航定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蓝牙有源电子标签及由其构成的无人机导航定位系统，包括供电单元和信息广播单元，供电单元的输出端与信息广播单元连接，实现信息广播单元的供电。该蓝牙有源电子标签与超高频电子标签相比，显著提高了信号传播距离；通过太阳能电池板提供的电能，经超级电容器后进行供电，具有超低温特征良好的优势；该蓝牙有源电子标签应用在无人机定位导航后，有效提高了无人机定位导航的精度。

Description

一种蓝牙有源电子标签及由其构成的无人机导航定位系统

技术领域

本实用新型涉及有源电子标签领域，更具体地说，涉及一种蓝牙有源电子标签及由其构成的无人机导航定位系统。

背景技术

随着经济高速发展与社会用电需求的与日俱增，电网规模不断升级扩大，线路运维检修工作面临巨大挑战，电力输变电管理、电子资产管理工作日益繁重。同时，随着RFID技术和物联网技术的快速发展，RFID技术和物联网技术越来越多得应用在电力行业。

目前，超高频电子标签、二维码技术在电力资产管理中得到了大规模的应用，二维码技术具有编码范围广、免接触、成本低的特点，但同时具有易损坏、易复制、安全性不高等突出缺点。而基于RFID技术的超高频电子标签具有免接触、读距远、存储容量大、使用寿命长、安全性相对较高的特点，在物流、仓储、人员管理、车辆管理、零售行业、资产管理等领域得到大规模的渗透和应用，在电力行业的大规模应用也不可逆转，然而超高频频段的电磁波由于自身特性受环境干扰很大，读距目前最多能达到10多米，在户外空旷地带对读距要求较远的场合就显得无能为力了。而在电力行业，常常需要利用无人机进行巡检，在巡检过程中，无人机通常利用GPS定位模块实现定位导航，但是，GPS定位模块的定位精度并不高，这就给无人机的导航定位带来了很大不便。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种蓝牙有源电子标签及由其构成的无人机导航定位系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：设计一种蓝牙有源电子标签，包括供电单元和信息广播单元，所述供电单元的输出端与信息广播单元连接，实现信息广播单元的供电；

所述信息广播单元包括中央处理器、存储器、时钟模块、蓝牙模块和蓝牙天线，所述中央处理器分别与存储器、时钟模块和蓝牙模块连接，所述蓝牙模块还与蓝牙天线连接；所述存储器，用于预存电子标签所在地的精确定位信息；

所述中央处理器，在所述时钟模块提供的时钟信息下，将所述存储模块中保存的精确定位信息，周期性地传输给所述蓝牙模块，并控制所述蓝牙模块和蓝牙天线对接收到的信息进行周期性广播。

在上述方案中，所述供电单元包括太阳能电池板、充电开关、超级电容器、电量检测模块、微处理器、干电池组和电源切换开关；所述太阳能电池板的输出端通过充电开关与超级电容器连接，所述电源切换开关的输入端分别与超级电容器和干电池组连接，所述电源切换开关的输出端与信息广播单元连接；所述电量检测模块用于检测超级电容器的剩余电量，所述电量检测模块的输入端与超级电容器的输出端连接，所述电量检测模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述微处理器的输出端分别与充电开关的控制端和电源切换开关的控制端连接；

所述微处理器，预设有电量的最大阈值T1和电量的最小阈值T2，其中T1大于T2，所述微处理器在超级电容器的电量小于设定的最小阈值T2时，控制所述充电开关导通开始充电，并控制所述电源切换开关切换到干电池组，由所述干电池组对信息广播单元进行供电；在所述超级电容器的电量大于设定的最大阈值T1时，所述微处理器控制充电开关断开停止充电，并控制所述电源切环开关切换到超级电容器，由所述超级电容器对信息广播单元进行供电。

在上述方案中，所述供电单元还包括蓄电池，所述蓄电池组的输入端与太阳能电池板连接，所述蓄电池组的输出端与充电开关连接，用于在充电开关断开时，对所述太阳能电池板的电能进行存储。

本实用新型还设计一种无人机导航定位系统，包括挂载于无人机上的导航定位终端和多个所述蓝牙有源电子标签；

所述蓝牙有源电子标签固定设置于无人机的飞行线路上，用于周期性地向周围广播定位信息，作为无人机的导航定位标记；

所述导航定位终端，用于接收所述蓝牙有源电子标签发送的周期性广播，实现无人机的导航定位。

在上述方案中，所述导航定位终端包括蓝牙检测模块、蓝牙测距模块、方位检测模块和导航定位模块；所述蓝牙检测模块分别与蓝牙测距模块、方位检测模块和导航定位模块连接，所述蓝牙测距模块、方位检测模块还与导航定位模块连接；

所述蓝牙检测模块，用于与周围所述蓝牙有源电子标签建立蓝牙通讯，获取所述蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息；

所述蓝牙测距模块，用于检测所述蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离；

所述方位检测模块，用于检测所述蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位；

所述导航定位模块，根据周围所述蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息、蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离以及蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位，对无人机的定位数据进行修正，并根据修正后的数据为无人机进行飞行导航。

在上述方案中，所述导航定位模块包括：

GPS定位子模块，用于获取无人机实时的GPS定位信息；

修正子模块，根据周围所述蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息、蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离以及蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位，对无人机实时的GPS定位信息进行修正；

GIS地图子模块，用于将无人机修正后的GPS定位信息在GIS地图上进行显示；

导航子模块，用于根据修正后的无人机定位，对无人机的飞行进行导航。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型的蓝牙有源电子标签相比与超高频电子标签，显著提高了信号传播距离；通过太阳能电池板提供的电能，经超级电容器后进行供电，具有超低温特征良好的优势；本实用新型同时设置有超级电容器和干电池组，在超级电容器中电量不足时，微处理器控制充电开关导通，对超级电容器进行充电，同时微处理器控制电源切换开关切换到干电池组对信息广播单元进行供电，当超级电容器中充电完成后，微处理器控制充电开关关闭，停止对超级电容器充电，同时微处理器控制电源切换开关切换到超级电容器对信息广播单元进行供电，保证了供电单元供电的持续性和稳定性；同时，本实用新型的蓝牙有源电子标签应用在无人机定位导航后，有效提高了无人机定位导航的精度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为蓝牙有源电子标签的原理框图；

图2为无人机定位导航系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示，本实用新型设计一种蓝牙有源电子标签，包括供电单元和信息广播单元，供电单元的输出端与信息广播单元连接，实现信息广播单元的供电。

其中，信息广播单元包括中央处理器、存储器、时钟模块、蓝牙模块和蓝牙天线，中央处理器分别与存储器、时钟模块和蓝牙模块连接，蓝牙模块还与蓝牙天线连接；存储器，用于预存电子标签所在地的精确定位信息。中央处理器，在时钟模块提供的时钟信息下，将存储模块中保存的精确定位信息，周期性地传输给蓝牙模块，并控制蓝牙模块和蓝牙天线对接收到的信息进行周期性广播。

供电单元包括太阳能电池板、充电开关、超级电容器、电量检测模块、微处理器、干电池组和电源切换开关。太阳能电池板的输出端通过充电开关与超级电容器连接，电源切换开关的输入端分别与超级电容器和干电池组连接，电源切换开关的输出端与信息广播单元连接。电量检测模块用于检测超级电容器的剩余电量，电量检测模块的输入端与超级电容器的输出端连接，电量检测模块的输出端与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端分别与充电开关的控制端和电源切换开关的控制端连接。

微处理器，预设有电量的最大阈值T1和电量的最小阈值T2，其中T1大于T2，微处理器在超级电容器的电量小于设定的最小阈值T2时，控制充电开关导通开始充电，并控制电源切换开关切换到干电池组，由干电池组对信息广播单元进行供电；在超级电容器的电量大于设定的最大阈值T1时，微处理器控制充电开关断开停止充电，并控制电源切环开关切换到超级电容器，由超级电容器对信息广播单元进行供电。

优选地，在太阳能电池板停止对超级电容器充电时，为充分利用太阳能，在供电单元中设置蓄电池，蓄电池组的输入端与太阳能电池板连接，蓄电池组的输出端与充电开关连接，用于在充电开关断开时，对太阳能电池板的电能进行存储。

本实用新型还设计一种无人机导航定位系统，如图2所示，包括挂载于无人机上的导航定位终端和多个蓝牙有源电子标签。蓝牙有源电子标签固定设置于无人机的飞行线路上，用于周期性地向周围广播定位信息，作为无人机的导航定位标记。导航定位终端，用于接收蓝牙有源电子标签发送的周期性广播，实现无人机的导航定位。

其中，导航定位终端包括蓝牙检测模块、蓝牙测距模块、方位检测模块和导航定位模块。蓝牙检测模块分别与蓝牙测距模块、方位检测模块和导航定位。模块连接，蓝牙测距模块、方位检测模块还与导航定位模块连接。蓝牙检测模块，用于与周围蓝牙有源电子标签建立蓝牙通讯，获取蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息。蓝牙测距模块，用于检测蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离。方位检测模块，用于检测蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位。导航定位模块，根据周围蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息、蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离以及蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位，对无人机的定位数据进行修正，并根据修正后的数据为无人机进行飞行导航。

导航定位模块包括：GPS定位子模块，用于获取无人机实时的GPS定位信息；修正子模块，根据周围蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息、蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离以及蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位，对无人机实时的GPS定位信息进行修正；GIS地图子模块，用于将无人机修正后的GPS定位信息在GIS地图上进行显示；导航子模块，用于根据修正后的无人机定位，对无人机的飞行进行导航。

本实用新型的蓝牙有源电子标签相比与超高频电子标签，显著提高了信号传播距离；通过太阳能电池板提供的电能，经超级电容器后进行供电，具有超低温特征良好的优势。本实用新型同时设置有超级电容器和干电池组，在超级电容器中电量不足时(小于最小阈值T2)，微处理器控制充电开关导通，对超级电容器进行充电，同时微处理器控制电源切换开关切换到干电池组对信息广播单元进行供电；当超级电容器中充电完成后(大于最大阈值T1)，微处理器控制充电开关关闭，停止对超级电容器充电，同时微处理器控制电源切换开关切换到超级电容器对信息广播单元进行供电，保证了供电单元供电的持续性和稳定性。同时，本实用新型的蓝牙有源电子标签应用在无人机定位导航后，能够修正GPS定位数据，有效提高了无人机定位导航的精度。

附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种蓝牙有源电子标签，其特征在于，包括供电单元和信息广播单元，所述供电单元的输出端与信息广播单元连接，实现信息广播单元的供电；

所述信息广播单元包括中央处理器、存储器、时钟模块、蓝牙模块和蓝牙天线，所述中央处理器分别与存储器、时钟模块和蓝牙模块连接，所述蓝牙模块还与蓝牙天线连接；所述存储器，用于预存电子标签所在地的精确定位信息；

所述中央处理器，在所述时钟模块提供的时钟信息下，将所述存储器中保存的精确定位信息，周期性地传输给所述蓝牙模块，并控制所述蓝牙模块和蓝牙天线对接收到的信息进行周期性广播。

2.根据权利要求1所述的一种蓝牙有源电子标签，其特征在于，所述供电单元包括太阳能电池板、充电开关、超级电容器、电量检测模块、微处理器、干电池组和电源切换开关；所述太阳能电池板的输出端通过充电开关与超级电容器连接，所述电源切换开关的输入端分别与超级电容器和干电池组连接，所述电源切换开关的输出端与信息广播单元连接；所述电量检测模块用于检测超级电容器的剩余电量，所述电量检测模块的输入端与超级电容器的输出端连接，所述电量检测模块的输出端与微处理器的输入端连接，所述微处理器的输出端分别与充电开关的控制端和电源切换开关的控制端连接；

所述微处理器，预设有电量的最大阈值T1和电量的最小阈值T2，其中T1大于T2，所述微处理器在超级电容器的电量小于设定的最小阈值T2时，控制所述充电开关导通开始充电，并控制所述电源切换开关切换到干电池组，由所述干电池组对信息广播单元进行供电；在所述超级电容器的电量大于设定的最大阈值T1时，所述微处理器控制充电开关断开停止充电，并控制所述电源切环开关切换到超级电容器，由所述超级电容器对信息广播单元进行供电。

3.根据权利要求2所述的一种蓝牙有源电子标签，其特征在于，所述供电单元还包括蓄电池，所述蓄电池组的输入端与太阳能电池板连接，所述蓄电池组的输出端与充电开关连接，用于在充电开关断开时，对所述太阳能电池板的电能进行存储。

4.一种无人机导航定位系统，其特征在于，包括挂载于无人机上的导航定位终端和多个权利要求1～3中任意一项所述蓝牙有源电子标签；

所述蓝牙有源电子标签固定设置于无人机的飞行线路上，用于周期性地向周围广播定位信息，作为无人机的导航定位标记；

所述导航定位终端，用于接收所述蓝牙有源电子标签发送的周期性广播，实现无人机的导航定位。

5.根据权利要求4所述的一种无人机导航定位系统，其特征在于，所述导航定位终端包括蓝牙检测模块、蓝牙测距模块、方位检测模块和导航定位模块；所述蓝牙检测模块分别与蓝牙测距模块、方位检测模块和导航定位模块连接，所述蓝牙测距模块、方位检测模块还与导航定位模块连接；

所述蓝牙检测模块，用于与周围所述蓝牙有源电子标签建立蓝牙通讯，获取所述蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息；

所述蓝牙测距模块，用于检测所述蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离；

所述方位检测模块，用于检测所述蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位；

所述导航定位模块，根据周围所述蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息、蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离以及蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位，对无人机的定位数据进行修正，并根据修正后的数据为无人机进行飞行导航。

6.根据权利要求5所述的一种无人机导航定位系统，其特征在于，所述导航定位模块包括：

GPS定位子模块，用于获取无人机实时的GPS定位信息；

修正子模块，根据周围所述蓝牙有源电子标签周期性广播的精确定位信息、蓝牙检测模块与蓝牙有源电子标签的距离以及蓝牙有源电子标签相对于蓝牙检测模块的方位，对无人机实时的GPS定位信息进行修正；

GIS地图子模块，用于将无人机修正后的GPS定位信息在GIS地图上进行显示；

导航子模块，用于根据修正后的无人机定位，对无人机的飞行进行导航。