CN208780820U - 室内外无缝导航定位系统 - Google Patents

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    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system

Abstract

本实用新型公开一种室内外无缝导航定位系统，包括GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站和接收机，所述GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站分别通过GPS信号、蜂窝信号、WIFI信号与接收机无线配对相连，所述接收机的结构包括室内外无缝定位控制器、分别与该室内外无缝定位控制器相接的地图显示器、定位结果计算器、定位方式切换器、蜂窝定位模块、WIFI定位模块、GPS定位模块，所述蜂窝定位模块相连接有基站指纹数据库和基站信号扫描器，所述WIFI定位模块相连接有WIFI指纹数据库和WIFI信号扫描器。此系统实现了GPS/WIFI/蜂窝定位方式之间的切换，满足室内外无缝导航定位需求。

Description

室内外无缝导航定位系统
技术领域
本实用新型涉及定位系统领域技术，尤其是指一种室内外无缝导航定位系统。
背景技术
随着社会的发展和科学技术的进步，位置信息对人们的生活和工作日益重要。对于室外空旷的区域，全球定位系统(GPS)被广泛使用，可以很好地满足人们对于位置信息的需求。而对于建筑物、隧道等建筑物内部，卫星信号被严重衰减，基于GPS的定位方案无法满足定位的需求。针对室内环境的定位问题，研究者们提出基于红外线、超声波、蓝牙信号、Wi-Fi信号等多种室内定位技术，并提出了一些定位方案。但仍然有很多问题需要解决，比如：系统复杂度高、精度差、不便于实现等，使得室内定位和室外定位无法兼容。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种室内外无缝导航定位系统，同时满足室内定位、室外定位，以及室内外之间的无缝导航定位。
为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：
一种室内外无缝导航定位系统，包括GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站和接收机，所述GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站分别通过GPS信号、蜂窝信号、WIFI信号与接收机无线配对相连，所述接收机的结构包括室内外无缝定位控制器、分别与该室内外无缝定位控制器相接的地图显示器、定位结果计算器、定位方式切换器、蜂窝定位模块、WIFI定位模块、GPS定位模块，所述蜂窝定位模块相连接有基站指纹数据库和基站信号扫描器，所述WIFI定位模块相连接有WIFI指纹数据库和WIFI信号扫描器。
作为一种优选方案，所述GPS定位模块是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。
作为一种优选方案，所述GPS定位模块采用SiRFIII系列GPS芯片。
作为一种优选方案，所述WIFI定位模块选用型号为ESP8266串口WIFI芯片。
作为一种优选方案，所述蜂窝定位模块选自SimCom公司型号为LTE Cat M1的位置定位模块。
作为一种优选方案，所述室内外无缝定位控制器选自智物通讯生产型号为ZM976的智能模块。
作为一种优选方案，所述地图显示器为电容触摸屏。
作为一种优选方案，所述接收机具有四方形的外壳，该外壳上设有充电和数据接口，该充电和数据接口外封设有软胶防水条。
作为一种优选方案，所述外壳的一个角落位置设有方便穿设吊绳的挂孔。
本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，由于GPS定位在室外覆盖广、定位精度高和实时性强特点，被广泛应用于室外开阔的区域定位，但是由于建筑物对卫星信号的遮挡，GPS定位在繁华市区和室内区域会有失效的现象发生。WIFI网络具有成本低、部署方便等优点，在室内场所(机场、校园、医院、商业区和住宅楼)广泛分布，从而也成为了室内定位研究的热点。蜂窝信号即可以覆盖繁华室内区域，通过引用蜂窝网络，可实现定位场景的全覆盖，基于以上所述，本实用新型设计了GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站和接收机。其中，所述GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站分别可以通过GPS信号、蜂窝信号、WIFI信号与接收机无线配对相连。通过蜂窝定位模块、WIFI定位模块、GPS定位模块组合在一台接收机上，并且赋予定位方式切换器，实现了GPS/WIFI/蜂窝定位方式之间的切换，满足室内外无缝导航定位需求。
为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明。
附图说明
图1是本实用新型之实施例的系统结构示意图。
图2是本实用新型之实施例的接收机结构组成框图。
图3是本实用新型之实施例的接收机立体结构图。
图4是本实用新型之实施例的系统定位方法流程图。
附图标识说明：
10、GPS卫星 20、蜂窝基站
30、WIFI基站 40、接收机
41、室内外无缝定位控制器 42、地图显示器
43、定位结果计算器 44、定位方式切换器
45、蜂窝定位模块 46、WIFI定位模块
47、GPS定位模块 48、基站指纹数据库
49、基站信号扫描器 50、WIFI指纹数据库
51、WIFI信号扫描器 52、外壳
53、充电和数据接口 54、软胶防水条
55、挂孔。
具体实施方式
请参照图1至图3所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，是一种室内外无缝导航定位系统，其结构包括GPS卫星10、蜂窝基站20、WIFI基站30和接收机40。其中，所述GPS卫星10、蜂窝基站20、WIFI基站30分别通过GPS信号、蜂窝信号、WIFI信号与接收机40无线配对相连。
如图2所示，所述接收机40的结构包括室内外无缝定位控制器41、分别与该室内外无缝定位控制器41相接的地图显示器42、定位结果计算器43、定位方式切换器44、蜂窝定位模块45、WIFI定位模块46、GPS定位模块47，所述蜂窝定位模块45相连接有基站指纹数据库48和基站信号扫描器49，所述WIFI定位模块46相连接有WIFI指纹数据库50和WIFI信号扫描器51。
本实施例中，所述GPS定位模块47是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。所述GPS定位模块47采用SiRFIII系列GPS芯片。所述WIFI定位模块46选用型号为ESP8266串口WIFI芯片。所述蜂窝定位模块45选自SimCom公司型号为LTE Cat M1的位置定位模块，其可以将蜂窝功能与其强大的位置/定位模块相结合，这在物联网中正变得越来越重要。所述室内外无缝定位控制器41选自智物通讯生产型号为ZM976的智能模块，此款控制器可应用于智能手持终端，制作成与手机、平板电脑外形类似的接收机40。所述地图显示器42为电容触摸屏，触摸屏应当足够大，满足显示和触摸定位功能(参见图3)。
如图3所示，所述接收机40具有四方形的外壳52，该外壳52上设有充电和数据接口53，该充电和数据接口53外封设有软胶防水条54。以及，所述外壳52的一个角落位置设有方便穿设吊绳的挂孔55。
本实用新型之室内外无缝导航定位系统的工作原理如下：可以采用三种定位方法：GPS定位、WIFI指纹定位和蜂窝指纹定位。然而依据系统要求、定位方式定位精度、覆盖范围和复杂度等特性，以定位方式设置优先级，定位时选择满足要求的最高优先定位方式。室内外无缝导航定位系统定位方式之间的流程顺序如图4所示。
室外到室内：接收机40在室外使用GPS定位方法，当接收机40无法同时接收到四颗GPS卫星10信号时，此时的环境条件不满足GPS卫星10定位的基本要求，则开始定位方式切换判断。首先判断此环境条件下是否满足WIFI指纹定位条件，如满足则切换使用WIFI指纹定位；如果不满足WIFI指纹定位条件，则开始判断是否满足蜂窝指纹定位条件，从而切换使用蜂窝指纹定位方式。
室内到室外：接收机40在室内使用WIFI指纹定位方法，当接收机40无法同时搜索到3个以上存在指纹数据库的WIFI AP，可以确定接收机40已离开WIFI定位区域，则开始定位方式切换判断。首先判断此环境条件下是否满足蜂窝指纹定位条件，如果满足则切换使用蜂窝指纹定位；如果不满足蜂窝指纹定位条件，那么用户此时已经从室内或者有障碍物遮挡的环境运动到室外开阔环境，则开始判断接收到的卫星数，启用GPS定位方法。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种室内外无缝导航定位系统，其特征在于：包括GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站和接收机，所述GPS卫星、蜂窝基站、WIFI基站分别通过GPS信号、蜂窝信号、WIFI信号与接收机无线配对相连，所述接收机的结构包括室内外无缝定位控制器、分别与该室内外无缝定位控制器相接的地图显示器、定位结果计算器、定位方式切换器、蜂窝定位模块、WIFI定位模块、GPS定位模块，所述蜂窝定位模块相连接有基站指纹数据库和基站信号扫描器，所述WIFI定位模块相连接有WIFI指纹数据库和WIFI信号扫描器。
2.根据权利要求1所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述GPS定位模块是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。
3.根据权利要求1所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述GPS定位模块采用SiRFIII系列GPS芯片。
4.根据权利要求1所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述WIFI定位模块选用型号为ESP8266串口WIFI芯片。
5.根据权利要求1所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述蜂窝定位模块选自SimCom公司型号为LTE Cat M1的位置定位模块。
6.根据权利要求1所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述室内外无缝定位控制器选自智物通讯生产型号为ZM976的智能模块。
7.根据权利要求1所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述地图显示器为电容触摸屏。
8.根据权利要求1所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述接收机具有四方形的外壳，该外壳上设有充电和数据接口，该充电和数据接口外封设有软胶防水条。
9.根据权利要求8所述的室内外无缝导航定位系统，其特征在于：所述外壳的一个角落位置设有方便穿设吊绳的挂孔。
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