CN209488824U - 一种WiFi信标接收芯片、终端以及WiFi定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种WiFi信标接收芯片、终端及WiFi定位系统，其中，一种WiFi信标接收芯片，包括：信号接收单元、模数转换单元、以太网接入单元以及控制单元，通过WiFi信标接收芯片中信号接收单元对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号，再利用模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，由以太网接入单元将数字信号转换为目标数据，最后通过控制单元根据目标数据确定Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于信号强度值确定终端的位置。

Description

一种WiFi信标接收芯片、终端以及WiFi定位系统

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种WiFi信标接收芯片、终端以及WiFi定位系统。

背景技术

目前室外的定位或者导航方案可以通过北斗卫星定位系统或者全球定位系统实现，且可以达到所需要的位置服务需求。但是在室内，由于卫星定位信号的严重衰减和多径效应，使得室外的定位技术方案不能无法满足室内的定位和导航需求。

随着人们对室内定位的服务需求日益增多，虽然现有的室内定位方案可以基于蓝牙、紫蜂协议、超声波、红外、激光等信号传输方式实现，但上述方案均需要部署相关的基础设施，使得在实现室内定位时需要耗费较多的人力物力，存在成本过高的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种WiFi信标接收芯片、终端以及WiFi定位系统，可以降低实现室内定位的成本。

本实用新型的目的在于提供一种WiFi信标接收芯片，用于终端定位，所述WiFi信标接收芯片包括：

信号接收单元，与所述终端的天线相连，用于对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号；

模数转换单元，与所述信号接收单元相连，用于将所述模拟信号转换为数字信号；

以太网接入单元，与所述模数转换单元相连，用于将所述数字信号转换为目标数据；

控制单元，与所述以太网接入单元相连，用于根据所述目标数据确定所述Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于所述信号强度值确定所述终端的位置。

本实用新型的另一目的在于提供一种终端，包括如上所述的WiFi信标接收芯片。

本实用新型的还一目的在于提供一种WiFi定位系统，所述WiFi定位系统包括：

无线访问接入点AP，用于向周围辐射WiFi信标Beacon广播信号；

终端，用于无线接收所述Beacon广播信号，并确定所述Beacon广播信号对应的信号强度值；

定位服务器，与所述终端无线连接，用于接收所述信号强度值，并基于所述信号强度值确定所述终端的位置。

本实用新型提供的一种WiFi信标接收芯片、终端及WiFi定位系统，其中，一种WiFi信标接收芯片，包括：信号接收单元、模数转换单元、以太网接入单元以及控制单元，通过WiFi信标接收芯片中信号接收单元对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号，再利用模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，由以太网接入单元将数字信号转换为目标数据，最后通过控制单元根据目标数据确定Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于信号强度值确定终端的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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是本实用新型实施例提供的一种WiFi信标接收芯片的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种WiFi信标接收芯片的具体结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种终端的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种WiFi定位系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种WiFi信标接收芯片的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

需要说明的是，在本实施例中，WiFi信标接收芯片应用于终端，终端可以是手机、平板电脑等，终端内置有用于接收射频信号的天线。

如图1所示，一种WiFi信标接收芯片100，包括：信号接收单元10、模数转换单元20、以太网接入单元30以及控制单元40。具体地：

信号接收单元10，与终端的天线110相连，用于对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号。

模数转换单元20，与信号接收单元10相连，用于将模拟信号转换为数字信号。

以太网接入单元30，与模数转换单元20相连，用于将数字信号转换为目标数据。

控制单元40，与以太网接入单元30相连，用于根据目标数据确定Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于信号强度值确定终端的位置。

在本申请的所有实施例中，WiFi信标接收芯片应用于终端内，为终端实现无线数据传输提供物理层支持，天线110与WiFi信标接收芯片之间可以预先通过调试信号频率或者相位的方式实现两者之间的阻抗匹配，进而使得天线110可以检测到终端周围由无线访问接入点(Access Point，AP)的信标Beacon广播信号。

在实际应用中，无线AP可以为单纯型无线AP或者扩张型无线AP，例如，无线交换机或者无线路由器。

需要说明的是，在WiFi网络中，无线AP默认发送一Beacon广播信号，该Beacon广播信号包含了该WiFi网络的信息、服务组名称、支持的传输速率等。具体地，可以是在相隔每100ms由发送一次Beacon广播信号。由于该帧Beacon广播信号是未加密信号，因此在终端未通过无线AP连接上网时，可以通过接收到该Beacon广播信号并确定信号强度值，进而实现终端的室内定位。

在本申请的所有实施例中，Beacon广播信号可以是由至少两个无线AP默认发送，也即Beacon广播信号包括至少两组Beacon广播信号。通过天线110传输至信号接收单元10，由信号接收单元10对该至少两组Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号，模数转换单元20将该模拟信号转换为数字信号后，由以太网接入单元30将数字信号转换为目标数据，由于该目标数据是基于至少两组Beacon广播信号得到，因此目标数据可以用于确定至少两组Beacon广播信号对应的至少两个信号强度值，最后由控制单元40基于信号强度值确定终端的位置。

本实施例提供的一种WiFi信标接收芯片，包括：信号接收单元、模数转换单元、以太网接入单元以及控制单元，通过WiFi信标接收芯片中信号接收单元对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号，再利用模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，由以太网接入单元将数字信号转换为目标数据，最后通过控制单元根据目标数据确定Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于信号强度值确定终端的位置。

参阅图2，图2示出了本实用新型实施例提供的一种WiFi信标接收芯片的具体结构示意图。

如图2所示，作为本实施例一种可能实现的方式，信号接收单元10包括：巴伦单元11和信号放大单元12。

巴伦单元11连接于天线110与信号放大单元12之间，用于将Beacon广播信号转换为差分信号。

信号放大单元12还与模数转换单元20电连接，信号放大单元12用于将差分信号进行变频放大处理，得到模拟信号。

在实施例中，Beacon广播信号可以是由无线AP默认发送，也即Beacon广播信号包括至少两组Beacon广播信号。通过天线110传输至信号接收单元10，由信号接收单元10中的巴伦单元11将该至少两组Beacon广播信号转换为差分信号，再由信号放大单元12对差分信号进行低噪声放大，得到模拟信号。模数转换单元20将该模拟信号转换为数字信号后，将数字信号发送给以太网接入单元30。

如图2所示，作为本实施例一种可能实现的方式，以太网接入单元30包括：物理接口收发器31与介质访问控制器32。

物理接口收发器31连接于模数转换单元20与介质访问控制器32之间，物理接口收发器31用于将数字信号进行转换，并将转换后的数字信号传输至介质访问控制器32。

介质访问控制器32与控制单元40相连，用于将转换后的数字信号转换为目标数据。

需要说明的是，在IEEE-802.3标准中，定义了以太网物理接口收发器，也即(PortPhysical Layer，PHY)也被称为物理层端口。PHY连接一个数据链路层的设备介质访问控制器(Media Access Control，MAC)到一个物理媒介，如光纤或铜缆线等。MAC定义了数据帧怎样在介质上进行传输。例如，物理寻址、逻辑拓扑、信号通过物理拓扑的路径等。PHY包括物理编码子层(Physical Coding Sublayer，PCS)和物理介质相关子层(Physical MediaDependent，PMD)。PCS对被发送和接受的信息加码和解码，目的是使接收器更容易恢复信号。

可以理解的是，在实际应用中以太网接入单元30可以选用包括PHY与MAC集成为一体的芯片单元。模数转换单元20将模拟信号转换为数字信号后，发送给以太网接入单元30，通过物理接口收发器31也即PHY进行转换，并将转换后的数字信号传输至介质访问控制器32也即MAC，得到目标数据。由于该目标数据是基于至少两组Beacon广播信号得到，因此目标数据可以用于确定至少两组Beacon广播信号对应的至少两个信号强度值，最后由控制单元40基于至少个信号强度值确定终端的位置。

作为本实施例一种可能实现的方式，物理接口收发器31与介质访问控制器32之间通过媒体独立接口MII相连。

需要说明的是，媒体独立接口是IEEE-802.3定义的以太网行业标准。它包括一个数据接口，以及一个MAC和PHY之间的管理接口。数据接口包括分别用于发送器和接收器的两条独立信道。每条信道都有自己的数据、时钟和控制信号。MII数据接口总共需要16个信号。管理接口是个双信号接口：一个是时钟信号，另一个是数据信号，可以通过该管理接口监视和控制PHY。

进一步地，作为本实施例一种可能实现的方式，物理接口收发器31还用于，控制接收Beacon广播信号的积分时长大于预设标准时长。

在本实施例中，预设标准时长为常规WiFi芯片接收Beacon广播信号时的积分时长。

需要说明的是，由于现有的常规WiFi芯片需要与无线AP之间进行信息交互，因此通过无线AP辐射Beacon广播信号时，为了能够保证WiFi芯片无线AP之间信息交互能够正常进行，考虑对两者之间因信号传输延时，对通信实时性的影响，因此积分时间受到一定的限制。但是，在本申请的实施例中，由于WiFi信标接收芯片只接收Beacon广播信号，不与无线AP之间进行信息交互，所以控制接收Beacon广播信号的积分时长大于预设标准时长，能够在很大程度上提高WiFi信标接收芯片的灵敏度，从而能够减少在室内区域部署无线AP的数量，进一步降低室内区域定位的基础设施部署成本，并且由于积分时长大于预设常规积分时长，使得在从室外定位切换至室内定位时，能够提高定位的切换效率。

本实施例提供的一种WiFi信标接收芯片，包括：信号接收单元、模数转换单元、以太网接入单元以及控制单元，通过WiFi信标接收芯片中信号接收单元对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号，再利用模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，由以太网接入单元将数字信号转换为目标数据，最后通过控制单元根据目标数据确定Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于信号强度值确定终端的位置。

本实施例的另一目的在于提供一种终端，具体参阅图3。

图3示出了本实用新型实施例提供的一种终端的结构示意图。

如图3所示，一种终端200，包括上述实施例的WiFi信标接收芯片100。

可以理解的是，由于本实施例中所提供的一种终端200与本实用新型有关的具体实施方式和工作原理在上述实施例中已经详细阐述，因此，此处不再赘述。

本实施例提供的一种终端包括上述实施例中的WiFi信标接收芯片，通过WiFi信标接收芯片中信号接收单元对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号，再利用模数转换单元将模拟信号转换为数字信号，由以太网接入单元将数字信号转换为目标数据，最后通过控制单元根据目标数据确定Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于信号强度值确定终端自身的位置。

本实施例的再一目的在于提供一种WiFi定位系统，具体参阅图4。

图4是本实用新型实施例提供的一种WiFi定位系统的结构示意图。

如图4所示，WiFi定位系统300包括：无线访问接入点AP310、终端320以及定位服务器330。具体地：

无线访问接入点AP310，用于向周围辐射WiFi信标Beacon广播信号。

终端320，用于无线接收Beacon广播信号，并确定Beacon广播信号对应的信号强度值。

定位服务器330，与终端320无线连接，用于接收信号强度值，并基于信号强度值确定终端320的位置。

在本申请的所有实施例中，无线访问接入点AP310可以为单纯型AP或者扩张型AP，例如，无线交换机或者无线路由器。终端320可以是手机、平板电脑等移动设备。终端320内置有用于接收射频信号的天线，通过该天线可以与无线AP310无线连接并接收无线AP310发布的Beacon广播信号，终端320基于Beacon广播信号可以确定Beacon广播信号对应的信号强度值。再将该信号强度值通过移动通信网络传输至定位服务器330，定位服务器330接收到该信号强度值后，基于信号强度值确定终端320的位置。

可以理解的是，移动通信网络可以为现有的2G移动通信网络、3G移动通信网络、4G移动通信网络或者5G移动通信网络等，BT、常规WIFI等局域无线通信网络。

至于何种场景需要确定终端的位置，可以包括但不仅限于以下场景：

场景：用户在商场中，需要通过终端进行室内定位时，通过开启终端的无线网络，扫描周围的无线AP。由于无线AP默认在一定时间间隔内发布Beacon广播信号，因此终端可以扫描到其位置接收到的所有Beacon广播信号。无线AP可以通过发布Beacon广播信号，同时在该Beacon广播信号中还可以携带商场地图的资源，终端加载该资源后，在终端设备的显示模块上输出商场地图界面，并根据定位得到的位置信息，在商场地图界面上标记出终端的位置。

需要说明的是，在实际应用中，WiFi定位系统300中的无线AP310被部署在需要提供室内定位的室内区域，定位服务器330可以被部署在相同的室内区域或者其他室内区域。

可以理解的是，在部署无线AP310时可以根据场地需求，在室内区域不同的位置部署至少两个无线AP310，至少两个无线AP310可以同时发布的Beacon广播信号，形成Beacon广播信号组，其中，至少两个无线AP310所发布的Beacon广播信号组覆盖室内区域，且Beacon广播信号组之间存在重叠区。在被Beacon广播信号组覆盖的室内区域中，终端320可以无线接收到Beacon广播信号，根据无线AP310发布的Beacon广播信号的强度以及无线AP310与终端320之间的距离不同，终端确定出的不同Beacon广播信号对应的信号强度值也不同。

需要说明的是，定位服务器330中预先配置相应的目标数据库或者映射列表，其中，目标数据库中的数据以及映射列表中的数据均用于描述不同信号强度值与坐标信息之间的对应关系，坐标信息用于标识室内区域的具体位置。当定位服务器330接收到终端确定出的不同Beacon广播信号对应的信号强度值时，根据该不同Beacon广播信号对应的信号强度值，从目标数据库或者映射列表确定出坐标信息，进而确定终端的具体位置。

此外，定位服务器330中还存储有室内区域的地图资源，当确定了终端的具体位置后，可以在室内区域的地图中标识出终端的位置，并打包成相应的定位数据包，反馈给终端320进行显示。

在实际应用中，被Beacon广播信号组覆盖的室内区域可以为图书馆、商场或者室内游乐场等。

作为本实施例一种可能实现的方式，当终端320接收到Beacon广播信号，并确定Beacon广播信号对应的信号强度值，通过移动通信网络将信号强度值传输至定位服务器330，由定位服务器330基于信号强度值确定终端320的当前位置信息，可以再通过移动通信网络将当前位置信息发送给终端320。

定位服务器330通过移动通信网络将当前位置信息发送给终端320的同时，还可以将室内区域地图资源发送给终端320，并在室内区域地图中标识终端320所在位置，使得用户可以室内中通过终端320与定位服务器330之间进行数据传输，实现在室内的定位操作，为导航操作提供实现基础。

作为本实施例一种可能实现的方式，终端320包括：天线和WiFi信标接收芯片。具体地：

天线，用于无线接收Beacon广播信号。

WiFi信标接收芯片，与天线相连，用于确定Beacon广播信号对应的信号强度值。

作为本实施例一种可能实现的方式，WiFi信标接收芯片包括：信号接收单元、模数转换单元、以太网接入单元以及控制单元。具体地：

信号接收单元，与终端的天线相连，用于对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号。

模数转换单元，与信号接收单元相连，用于将模拟信号转换为数字信号。

以太网接入单元，与模数转换单元相连，用于将数字信号转换为目标数据。

控制单元，与以太网接入单元相连，用于根据目标数据确定Beacon广播信号对应的信号强度值。

作为本实施例一种可能实现的方式，信号接收单元包括：巴伦单元和信号放大单元。

巴伦单元连接于天线与信号放大单元之间，用于将Beacon广播信号转换为差分信号。

信号放大单元还与模数转换单元电连接，信号放大单元用于将差分信号进行变频放大处理，得到模拟信号。

作为本实施例一种可能实现的方式，以太网接入单元包括：物理接口收发器与介质访问控制器。

物理接口收发器连接于模数转换单元与介质访问控制器之间，物理接口收发器用于将数字信号进行转换，并将转换后的数字信号传输至介质访问控制器。

介质访问控制器与控制单元相连，用于将转换后的数字信号转换为目标数据。

可以理解的是，在本实施例中，终端320中内置有WiFi信标接收芯片，与上一实施例不同之处在于，本实施例中的终端320在确定了Beacon广播信号对应的信号强度值后，通过移动通信网络将信号强度值传输至定位服务器330，由定位服务器330基于信号强度值确定终端320的当前位置信息，无需WiFi信标接收芯片基于信号强度值确定终端320的当前位置信息，因此与上一实施例相同之处，此处不再赘述。

本实施例提供的一种WiFi定位系统，包括无线访问接入点AP310、终端320以及定位服务器330，通过在室内区域部署无线AP310，在终端320接收到无线AP310发布的Beacon广播信号后，由终端确定出Beacon广播信号对应的信号强度值，再通过移动通信网络将信号强度值发送给定位服务器330，由定位服务器330基于信号强度值确定终端320的位置，由于现有的室内均部署有WiFi网络，也即部署有无线AP，因此无需另外部署其他通信协议或者其他通信方式的物理设备，降低了室内定位的实现成本，并且由于芯片面积小，功耗低，易于工业化实现。

本实用新型实施例终端中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种WiFi信标接收芯片，用于终端定位，其特征在于，所述WiFi信标接收芯片包括：

信号接收单元，与所述终端的天线相连，用于对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号；

模数转换单元，与所述信号接收单元相连，用于将所述模拟信号转换为数字信号；

以太网接入单元，与所述模数转换单元相连，用于将所述数字信号转换为目标数据；

控制单元，与所述以太网接入单元相连，用于根据所述目标数据确定所述Beacon广播信号对应的信号强度值，并基于所述信号强度值确定所述终端的位置。

2.如权利要求1所述的WiFi信标接收芯片，其特征在于，所述信号接收单元包括：巴伦单元和信号放大单元；

所述巴伦单元连接于所述天线与所述信号放大单元之间，用于将所述Beacon广播信号转换为差分信号；

所述信号放大单元还与所述模数转换单元电连接，所述信号放大单元用于将所述差分信号进行变频放大处理，得到模拟信号。

3.如权利要求1所述的WiFi信标接收芯片，其特征在于，所述以太网接入单元包括：物理接口收发器与介质访问控制器；

所述物理接口收发器连接于所述模数转换单元与所述介质访问控制器之间，所述物理接口收发器用于将所述数字信号进行转换，并将转换后的数字信号传输至所述介质访问控制器；

所述介质访问控制器与所述控制单元相连，用于将所述转换后的数字信号转换为所述目标数据。

4.如权利要求3所述的WiFi信标接收芯片，其特征在于，所述物理接口收发器与所述介质访问控制器之间通过媒体独立接口MII相连。

5.一种终端，其特征在于，所述终端包括权利要求1至4任一项所述的WiFi信标接收芯片。

6.一种WiFi定位系统，其特征在于，所述WiFi定位系统包括：

无线访问接入点AP，用于向周围辐射WiFi信标Beacon广播信号；

终端，用于无线接收所述Beacon广播信号，并确定所述Beacon广播信号对应的信号强度值；其中，所述终端包括：天线，用于无线接收所述Beacon广播信号；WiFi信标接收芯片，与所述天线相连，用于确定所述Beacon广播信号对应的信号强度值；所述WiFi信标接收芯片包括：

信号接收单元，与所述终端的天线相连，用于对接收到的WiFi信标Beacon广播信号进行放大处理，得到模拟信号；

模数转换单元，与所述信号接收单元相连，用于将所述模拟信号转换为数字信号；

以太网接入单元，与所述模数转换单元相连，用于将所述数字信号转换为目标数据；

控制单元，与所述以太网接入单元相连，用于根据所述目标数据确定所述Beacon广播信号对应的信号强度值；

定位服务器，与所述终端无线连接用于接收所述信号强度值，并基于所述信号强度值确定所述终端的位置。

7.如权利要求6所述的WiFi定位系统，其特征在于，所述信号接收单元包括：巴伦单元和信号放大单元；

所述巴伦单元连接于所述天线与所述信号放大单元之间，用于将所述Beacon广播信号转换为差分信号；

所述信号放大单元还与所述模数转换单元电连接，所述信号放大单元用于将所述差分信号进行变频放大处理，得到模拟信号。

8.如权利要求6所述的WiFi定位系统，其特征在于，所述以太网接入单元包括：物理接口收发器与介质访问控制器；

所述物理接口收发器连接于所述模数转换单元与所述介质访问控制器之间，所述物理接口收发器用于将所述数字信号进行转换，并将转换后的数字信号传输至所述介质访问控制器；

所述介质访问控制器与所述控制单元相连，用于将所述转换后的数字信号转换为所述目标数据。