CN2906640Y

CN2906640Y - 一种无线三维定位系统

Info

Publication number: CN2906640Y
Application number: CNU2006201132920U
Authority: CN
Inventors: 贾宝敦; 王敏; 赵斐; 马剑哲; 王建茹; 司农; 罗秋哲; 崔振
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2006-04-29
Filing date: 2006-04-29
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2016-04-29

Abstract

本实用新型涉及一种无线三维定位系统，属于数据传输与通信技术设备领域。该系统包括：广播基站、用户终端、信息转发基站、中心基站和中心监控计算机。其中，定位时，中心监控计算机从中心基站接收定位信息；中心基站从至少三个信息转发基站接收定位信息；至少三个信息转发基站从用户终端接收定位申请信息；用户终端从广播基站接收Z坐标信息；定位成功后，用户终端从信息转发基站接收定位成功信息；信息转发基站从中心基站接收定位成功信息；中心基站从中心监控计算机接收定位成功信息。本实用新型实现了独立网络支持下的、地面无线三维定位系统，可应用于大型、中型、小型等各类系统中，同时还具有设备体积小、安装及操作便捷等特点。

Description

一种无线三维定位系统

技术领域：

本实用新型属于数据传输与通信技术设备领域，尤其涉及一种无线三维定位系统。

背景技术：

目前，在采矿业、医疗监护等许多领域都存在着对于移动人员进行无线三维定位的要求。

例如，在我国煤炭采矿业，井上控制中心需要实时了解井下矿工作业的确切位置。一旦发生矿井坍塌、瓦斯爆炸等矿难事故，这些确切的位置信息会给救援工作带来极大的帮助。

再例如，在医院住院处、监护中心、疗养院等地方，许多患者都会出现突发性疾病，需要进行紧急的医疗救助。然而在某些情况下，他们的发病地点并非是病床附近，很可能是洗手间等场所。这就需要利用定位技术对患者所处位置进行定位。

地面无线定位技术是通过测量无线电波的传播时间，信号强度，相位，入射角度等参数实现对移动目标的二维(X、Y方向)定位。目前还没有能进行无线三维定位的地面无线定位技术。

实用新型内容：

本实用新型是针对目前地面无线三维定位领域技术的空白，提出一种利用广播机制的地面无线三维定位的系统，可以在地面对移动人员进行无线三维定位。

为了实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案，包括：用户终端、信息转发基站、广播基站、中心基站、中心监控计算机。

广播基站：用来负责存储、广播Z坐标信息；

用户终端：用来负责存储用户终端的ID号；发送定位申请信息；接收Z坐标信息、定位成功信息、广播轮询信息；

信息转发基站：用来负责存储信息转发基站的ID号；转发定位信息、定位成功信息、广播轮询信息；

中心基站：用来负责将无线链路转换为有线链路；转发定位信息、定位成功信息、广播轮询信息；

中心监控计算机：用来负责处理定位信息；计算用户终端的X、Y、Z方向的坐标信息；发送定位成功信息、广播轮询信息；

其中，定位时，中心监控计算机从中心基站接收定位信息，中心基站从至少三个信息转发基站接收定位信息，至少三个信息转发基站从用户终端接收定位申请信息，用户终端从广播基站接收Z坐标信息；定位成功后，用户终端从信息转发基站接收定位成功信息，信息转发基站从中心基站接收定位成功信息，中心基站从中心监控计算机接收定位成功信息。

所述的广播基站由第一控制器模块6₁、第一无线射频模块7₁、第一外部存储模块8₁、第一天线15₁组成，其中，

第一控制器模块6₁：负责与第一无线射频模块7₁进行通信；负责控制对第一外部存储模块8₁进行读写操作；

第一无线射频模块7₁：负责通过无线链路发送、接收信息；

第一外部存储模块8₁：负责存储Z坐标信息；

第一控制器模块6₁通过数据线从第一外部存储模块8₁取得Z坐标信息；再通过数据线传输给第一无线射频模块7₁，由第一天线15₁输出。

所述的用户终端由第二控制器模块6₂、第二无线射频模块7₂、第二外部存储模块8₂、外部定时器模块9、功率放大电路模块10、蜂鸣器驱动模块11、按键12，蜂鸣器13，第二天线15₂组成，其中，

第二控制器模块6₂：负责与第二无线射频模块7₂进行通信；负责控制对第二外部存储模块8₂进行读写操作；

第二无线射频模块7₂：负责通过无线链路发送、接收信息；

第二外部存储模块8₂：负责存储用户终端的ID号；

外部定时器模块9：负责定时唤醒第二控制器模块6₂；

功率放大电路模块10：负责对信号进行功率放大；

蜂鸣器驱动模块11：负责驱动蜂鸣器13；

第二控制器模块6₂通过数据线从第二外部存储模块8₂取得用户终端的ID号，再通过数据线传输给第二无线射频模块7₂，后经过功率放大电路模块10放大，由天线15₂输出；外部定时器模块9通过数据线，传输定时唤醒信号给第二控制器模块6₂；第二控制器模块6₂通过数据线，传输驱动信号给蜂鸣器驱动模块11。

所述的信息转发基站由第三控制器模块6₃、第三无线射频模块7₃、第三外部存储模块8₃、模数转换模块14、第三天线15₃组成，其中，

第三控制器模块6₃：负责与第三无线射频模块7₃进行通信；负责控制对第三外部存储模块8₃进行读写操作；负责控制模数转换模块14；

第三无线射频模块7₃：负责通过无线链路发送、接收信息；负责测量接收信号的强度；

第三外部存储模块8₃：负责存储信息转发基站的ID号、信号的强度信息；

模数转换模块14：负责进行模拟信号到数字信号的转换；

第三控制器模块6₃通过数据线从第三外部存储模块8₃取得信息转发基站的ID号；再通过数据线传输给第三无线射频模块7₃，由第三天线15₃输出；第三无线射频模块7₃接收来自用户终端的信息，并将该信号的强度信息传输给模数转换模块14，经模数转换后，由第三控制器模块6₃通过数据线将该信号的强度信息存储到第三外部存储模块8₃。

所述的中心基站由第四控制器模块6₄、第四无线射频模块7₄、第四天线15₄、计算机接口模块16，串口17组成，其中，

第四无线射频模块7₄：负责通过无线链路发送、接收信息；

第四控制器模块6₄：负责与第四无线射频模块7₄进行通信；负责与计算机接口模块(16)进行通信；

计算机接口模块16：负责通过串口17与中心监控计算机通信；

第四控制器模块6₄将第四无线射频模块7₄从第四天线15₄接收到信息，通过数据线传输给计算机接口模块16，后经串口17传输到中心监控计算机。

本实用新型的工作过程如下：根据实际的应用场所的地理情况，确定所有移动用户可能到达的处于不同Z坐标方向分层的数量；根据实际的应用场所的情况，确定到达每个Z坐标方向分层入口的数量以及所处的位置；在相同的Z坐标方向分层的入口安置带有相同Z坐标信息的广播基站；在不同的Z坐标方向分层的入口安置带有不同Z坐标信息的广播基站；广播基站不间断地广播Z坐标信息，具体工作步骤为：

A.用户终端通过与广播基站之间的无线链路，获取、储存、刷新Z坐标信息；

使用者申请定位，用户终端将已储存的Z坐标信息以及本用户终端的ID号(在本系统中是唯一的)，通过用户终端与信息转发基站之间的无线上行链路，发送给周围的信息转发基站，并等待接收确认信息。如果定位成功，告知使用者；如果定位失败，则采用重新定位机制；该重新定位的时间间隔通过设置定时器来控制，时间一到重新发送定位请求。设置一个计数器记录重新发送定位请求的次数，如果超过一定阈值，则停止定位请求，则作为错误事件报告使用者；

B.至少三个信息转发基站收到用户终端的信息后，先测量该信号的强度，将测量结果进行模数转换，并存储；再加上信息转发基站各自的ID号(在本系统中是唯一的)和各自己存储的信号的强度信息，通过信息转发基站与中心基站之间的无线上行链路，发送给中心基站；

C.中心基站收到至少三个信息转发基站的信息后，将信息经过解码处理，通过中心基站与中心监控计算机之间的有线上行链路，发送给中心监控计算机；

D.当中心监控计算机收到中心基站的信息后，对信息的正确性进行核对。核对成功，则通过中心监控计算机与中心基站之间的有线下行链路发送确认信息给中心基站；中心基站收到确认信息，则通过中心基站与信息转发基站之间的无线下行链路发送确认信息给信息转发基站。信息转发基站收到确认信息，则通过信息转发基站与用户终端之间的无线下行链路发送确认信息给用户终端。用户终端收到确认信息，告知使用者定位成功；

E.与此同时，中心监控计算机接收的信息包含：用户终端的ID号和Z坐标信息，至少三个信息转发基站各自的ID号以及这三个信息转发基站各自存储的信号的强度信息。通过辨别用户终端的ID号可以判断哪个用户终端发出的定位申请，通过用户终端发送并经过信息转发基站、中心基站转发的Z坐标信息，直接得出用户终端所处的Z方向坐标；通过至少三个的信息转发基站各自的ID号以及这三个信息转发基站各自存储的信号的强度信息，可以通过算法计算出用户终端X、Y方向的坐标。

本实用新型通过广播机制的一种无线三维定位系统填补了目前地面无线三维定位技术的空白，实现了独立网络支持下的、地面无线三维定位系统，可应用于大型、中型、小型等各类系统中、同时还具有设备体积小、安装及操作便捷等特点。

附图说明：

图1、无线三维定位系统一楼层中的整体结构示意图，其中：

1、中心监控计算机，2、中心基站，3₁、第一信息转发基站，3₂、第二信息转发基站，3₃、第三信息转发基站，4₁、第一广播基站，4₂、第二广播基站，5₁、第一用户终端；

图2、无线三维定位系统的广播基站结构示意图，其中：

6₁、第一控制器模块，7₁、第一无线射频模块，8₁、第一外部存储模块，15₁、第一天线；

图3、无线三维定位系统的用户终端结构示意图，其中：

6₂、第二控制器模块，7₂、第二无线射频模块，8₂、第二外部存储模块，9、外部定时器模块，10、功率放大电路模块，11、蜂鸣器驱动模块，12、按键，13、蜂鸣器，15₂、第二天线；

图4、无线三维定位系统的信息转发基站结构示意图，其中：

6₃、第三控制器模块，7₃、第三无线射频模块，8₃、第三外部存储模块，14、模数转换模块(可以是串联也可以是并联)，15₃、第三天线；

图5、无线三维定位系统的中心基站结构示意图，其中：

6₄、第四控制器模块，7₄、第四无线射频模块，15₄、第四天线，16、计算机接口模块，17、串口；

图6、无线三维定位系统广播基站的控制器系统的电路原理示意图；

图7、无线三维定位系统用户终端的控制器系统的电路原理示意图；

图8、无线三维定位系统信息转发基站的控制器系统的电路原理示意图；

图9、无线三维定位系统中心基站的控制器系统的电路原理示意图。

具体实施方式：

本实施例按图1～图9实施。

如图1所示，是在一幢公寓楼的第一楼层中使用本实用新型的整体结构示意图，该第一楼层有两个入口，分别在两个入口安置了带有相同Z坐标信息的两个广播基站。本实施例包括中心监控计算机1和中心基站2，通过有线链路实现控制信息、数据信息传输；第一信息转发基站3₁、第二信息转发基站3₂、第三信息转发基站3₃，通过无线链路实现与用户终端、中心基站的数据信息传输；第一广播基站4₁、第二广播基站4₂为该楼层两个入口处的广播基站，通过无线链路实现与用户终端的数据信息传输；用户终端5₁为处于该楼层的一个用户终端，通过无线链路实现与信息转发基站、广播基站的数据信息的传输。

本实施例中的广播基站、用户终端、信息转发基站、中心基站中所涉及到的控制器模块的核心芯片，选定的型号为89S52；无线射频模块的核心芯片，选定的型号为CC1000；外部存储模块的核心芯片，选定的型号为24C16。

本实施例的广播基站结构示意图如图2所示，包括第一控制器模块6₁、第一无线射频模块7₁、第一外部存储模块8₁、第一天线15₁。其具体电路图参见图6，广播基站的第一无线射频模块7₁的核心芯片的AVDD脚与+3.6V电源相连，同时接五个退耦电容C1、C2、C3、C4、C5。第一无线射频模块7₁的核心芯片的DGND与AGND相连，接地。第一无线射频模块7₁的核心芯片的DVDD脚接一个电容C6，电容C6的另一端接地，同时还接一个电感L1，电感L1另一端接+3.6V电源。第一无线射频模块7₁的核心芯片的R_BIAS脚接一个电阻R1，电阻R1的另一端接地，还接一个电容C7，电容C7的另一端接地。第一无线射频模块7₁的核心芯片的RSS/IF脚接一个电阻R2，电阻R2的另一端接地，还接一个电容C8，电容C8的另一端接地。第一无线射频模块7₁的核心芯片的RF_IN脚接一个电感L2，电感L2另一端接地，还接一个电阻R3，电阻R3的另一端接地，同时通过C9电容接第一天线15₁。第一无线射频模块7₁的核心芯片的RF_OUT脚接一个电感L3，电感L3另一端接+3.6V电源，还接一个电容C10，电容C10另一端接+3.6V电源，通过耦和电容C11，C11的另一端接第一天线15₁。第一无线射频模块7₁的核心芯片的PALE脚接第一控制器模块6₁的核心芯片的P3.6脚。第一无线射频模块7₁的核心芯片的PDATA脚接第一控制器模块6₁的核心芯片的P1.7脚。第一无线射频模块7₁的核心芯片的PCLK脚接第一控制器模块6₁的核心芯片的P1.5脚。第一无线射频模块7₁的核心芯片的DCLK脚接第一控制器模块6₁的核心芯片的P3.2脚。第一无线射频模块7₁的核心芯片的DIO脚接第一控制器模块61的核心芯片的P3.7脚。

广播基站的第一外部存储模块8₁的核心芯片的VCC脚接+3.6V电源。第一外部存储模块8₁的核心芯片的WP脚接地。第一外部存储模块8₁的核心芯片的SCL脚接一个上拉电阻R4，电阻R4的另一端接+3.6V电源。第一外部存储模块8₁的核心芯片的SDA脚接一个上拉电阻R5，电阻R5的另一端接+3.6V电源。第一外部存储模块8₁的核心芯片的A0脚、A1脚、A2脚相连接地。第一外部存储模块8₁的核心芯片的GND脚接地。

广播基站的第一控制器模块6₁的核心芯片的RESET脚接一个电容C16，电容C16的另一端接一个电阻R7，电阻R7的另一端接地。

本实施例的用户终端结构示意图如图3所示，包括第二控制器模块6₂、第二无线射频模块7₂、第二外部存储模块8₂、外部定时器模块9、功率放大电路模块10、蜂鸣器驱动模块11、按键12，蜂鸣器13，第二天线15₂。外部定时器模块9，本实施例中选定的型号为TLC555；功率放大电路模块10，本实施例中选定的型号为3356；蜂鸣器驱动模块11的核心芯片，本实施例中选定为9015。其具体电路参见图7，用户终端的外部定时器模块9核心芯片的OUT脚输入到第二控制器模块6₂的核心芯片的P3.3脚，同时OUT脚接一个二极管D2，D2的另一端接按键12，还接一个退耦电容C4，同时还接一个电阻R3，电阻R3另一端接VDD脚。外部定时器模块9核心芯片的VDD脚接+3.6V电源，同时接退耦电容C1。外部定时器模块9核心芯片的GND脚接地。外部定时器模块9核心芯片的CONT脚接电容C2，电容C2的另一端接地。外部定时器模块9核心芯片的DISCH脚接一个电阻R1，电阻R1另一端接VDD脚。外部定时器模块9核心芯片的THRES脚与TRIG脚相连，同时接一个电阻R2，电阻R2另一端接DISCH脚，还接一个电容C3，电容C3的另一端接地。外部定时器模块9核心芯片的RESET脚接VDD脚，同时还接一个电容C5，电容C5的另一端接一个电阻R4，电阻R4的另一端接地。

用户终端的第二无线射频模块7₂的核心芯片的AVDD脚与+3.6V电源相连，同时接五个退耦电容C6、C7、C8、C9、C10。第二无线射频模块7₂的核心芯片的DGND与AGND相连，接地。第二无线射频模块7₂的核心芯片的DVDD脚接一个电容C13，电容C13的另一端接地，同时还接一个电感L3，电感L3另一端接+3.6V电源。第二无线射频模块7₂的核心芯片的R_BIAS脚接一个电阻R5，电阻R5的另一端接地。第二无线射频模块7₂的核心芯片的RF_IN脚接一个电感L1，电感L1另一端接地，同时还接功率放大电路模块10的输出端。第二无线射频模块7₂的核心芯片的RF_OUT脚接一个电感L2，电感L2另一端接+3.6V电源，还接一个电容C12，电容C12另一端接+3.6V电源，又接一个耦和电容C11，电容C11的另一端接功率放大电路模块10的输入端。第二无线射频模块7₂的核心芯片的PALE脚接第二控制器模块6₂的核心芯片的P3.6脚。第二无线射频模块7₂的核心芯片的PDATA脚接第二控制器模块6₂的核心芯片的P3.1脚。第二无线射频模块7₂的核心芯片的PCLK脚接第二控制器模块6₂的核心芯片的P3.0脚。第二无线射频模块7₂的核心芯片的DCLK脚接第二控制器模块6₂的核心芯片的P3.2脚。第二无线射频模块7₂的核心芯片的DIO脚接第二控制器模块6₂的核心芯片的P3.7脚。

用户终端的功率放大电路模块10的是由功率放大电路和低噪声放大电路两部分组成。功率放大电路的三极管Q1的基极接一个上拉电阻R6、接一个下拉电阻R7，还接一个隔直电容C16，电阻R6的另一端接+3.6V电源，电阻R7的另一端接地，隔直电容C16的另一端接电容C11的一端。三极管Q1的集电极接耦和电容C17，电容C17的另一端接第二天线15₂，还接一个电阻R8，电阻R8的另一端接一个电感L5，电感L5的另一端接+3.6V电源。三极管Q1的发射极接地。低噪声放大电路的三极管Q2的基极接一个上拉电阻R10、接一个下拉电阻R9，还接一个耦合电容C18，电阻R10的另一端接+3.6V电源，电阻R9的另一端接地，耦合电容C18的另一端接第二天线15₂。三极管Q2的集电极接一个电阻R11，电阻R11的另一端接一个电感L6，电感L6的另一端接+3.6V电源，同时还接第二无线射频模块7₂的输入端。三极管Q2的发射极接地。

用户终端的第二外部存储模块8₂核心芯片的VCC脚接+3.6V电源。第二外部存储模块8₂核心芯片的WP脚接地。第二外部存储模块8₂核心芯片的SCL脚接一个上拉电阻R12，电阻R12的另一端接+3.6V电源。第二外部存储模块8₂核心芯片的SDA脚接一个上拉电阻R13，电阻R13的另一端接+3.6V电源。第二外部存储模块8₂核心芯片的A0脚、A1脚、A2脚相连接地。第二外部存储模块8₂核心芯片的GND脚接地。

用户终端的蜂鸣器驱动模块11由三极管Q3、Q4组成。三极管Q3的基极接一个电阻R14，电阻R14的另一端接第二控制器模块6₂核心芯片的P1.1脚，同时还接一个上拉电阻R15，电阻R15的另一端接+3.6V电源。三极管Q3的发射极接+3.6V电源。三极管Q3的集电极接一个电阻R16，电阻R16的另一端三极管Q4的基极。三极管Q4的发射极接蜂鸣器13的负极，蜂鸣器13的正极接+3.6V电源。三极管Q4的集电极接地。

用户终端的第二控制器模块6₂核心芯片的RESET脚接一个电容C19，电容C19的另一端接一个电阻R19，电阻R19的另一端接地。第二控制器模块6₂核心芯片的P1.7脚接一个二极管D1的正极，D1的负极接按键12，按键12的另一端接地。

本实施例的信息转发基站结构示意图如图4所示，包括第三控制器模块6₃、第三无线射频模块7₃、第三外部存储模块8₃、模数转换模块14、第三天线15₃；模数转换模块14的核心芯片，本实施例中选定的型号为TLC549。其具体电路参见图8，信息转发基站的第三无线射频模块7₃的核心芯片的AVDD脚与+3.6V电源相连，同时接五个退耦电容C1、C2、C3、C4、C5。第三无线射频模块7₃的核心芯片的DGND与AGND相连，接地。第三无线射频模块7₃的核心芯片的DVDD脚接一个电容C6，电容C6的另一端接地，同时还接一个电感L1，电感L1另一端接+3.6V电源。第三无线射频模块7₃的核心芯片的R_BIAS脚接一个电阻R1，电阻R1的另一端接地，还接一个电容C7，电容C7的另一端接地。第三无线射频模块7₃的核心芯片的RSS/IF脚接一个电阻R2，电阻R2的另一端接地，还接一个电容C8，电容C8的另一端接地，同时接电阻R13的一端。第三无线射频模块7₃的核心芯片的RF_IN脚接一个电感L2，电感L2另一端接地，还接一个电阻R3，电阻R3的另一端接地，同时通过C9电容接第三天线15₃。第三无线射频模块7₃的核心芯片的RF_OUT脚接一个电感L3，电感L3另一端接+3.6V电源，还接一个电容C10，电容C10另一端接+3.6V电源，通过耦和电容C11，C11的另一端接第三天线15₃。第三无线射频模块7₃的核心芯片的PALE脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P3.6脚。第三无线射频模块7₃的核心芯片的PDATA脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P1.7脚。第三无线射频模块7₃的核心芯片的PCLK脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P1.5脚。第三无线射频模块7₃的核心芯片的DCLK脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P3.2脚。第三无线射频模块7₃的核心芯片的DIO脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P3.7脚。

信息转发基站的第三外部存储模块8₃核心芯片的VCC脚接+3.6V电源。第三外部存储模块8₃核心芯片的WP脚接地。第三外部存储模块8₃核心芯片的SCL脚接一个上拉电阻R4，电阻R4的另一端接+3.6V电源。第三外部存储模块8₃核心芯片的SDA脚接一个上拉电阻R5，电阻R5的另一端接+3.6V电源。第三外部存储模块8₃核心芯片的A0脚、A1脚、A2脚相连接地。第三外部存储模块8₃核心芯片的GND脚接地。

信息转发基站的模数转换模块14核心芯片的VCC脚接+3.6V电源。模数转换模块14核心芯片的GND脚接地。模数转换模块14核心芯片的REF+脚接一个电阻R7，电阻R7的另一端接+3.6V电源。模数转换模块14核心芯片的REF-脚接一个电阻R8，电阻R8的另一端接地。模数转换模块14核心芯片的I/O CLK脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P1.1脚。模数转换模块14核心芯片的DOUT脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P1.3脚。模数转换模块14核心芯片的CS脚接第三控制器模块6₃的核心芯片的P1.4脚。模数转换模块14核心芯片的AIN脚接BS107场效应管Q2的漏极。BS107场效应管Q2的漏极还接一个电阻R9，电阻R9的另一端接+3.6V电源，同时漏极还接一个电容C16，电容C16的另一端接BS107场效应管的栅极。BS107场效应管Q2的源极接一个电阻R10，电阻R10的另一端接地。BS107场效应管Q2的栅极接一个电阻R11，电阻R11的另一端串联了三个二极管D1、D2、D3，同时还接了一个电阻R12，电阻R12的另一端接+3.6V电源。二极管的负极通过一个电阻R13接第三无线射频模块7₃的核心芯片的RSS/IF脚。

信息转发基站的第三控制器模块6₃核心芯片的RESET脚接一个电容C17，电容C17的另一端接一个电阻R14，电阻R14的另一端接地。

本实施例的中心基站结构示意图如图5所示，包括第四控制器模块6₄、第四无线射频模块7₄、第四天线15₄、计算机接口模块16，串口17；计算机接口模块16，本实施例中选定的型号为MAX202E。其具体电路如图9所示，中心基站的第四无线射频模块7₄的核心芯片的AVDD脚与+3.6V电源相连，同时接五个退耦电容C1、C2、C3、C4、C5。第四无线射频模块7₄的核心芯片的DGND与AGND相连，接地。第四无线射频模块7₄的核心芯片的DVDD脚接一个电容C6，电容C6的另一端接地，同时还接一个电感L1，电感L1另一端接+3.6V电源。第四无线射频模块7₄的核心芯片的R_BIAS脚接一个电阻R1，电阻R1的另一端接地，还接一个电容C7，电容C7的另一端接地。第四无线射频模块7₄的核心芯片的RSS/IF脚接一个电阻R2，电阻R2的另一端接地，还接一个电容C8，电容C8的另一端接地。第四无线射频模块7₄的核心芯片的RF_IN脚接一个电感L2，电感L2另一端接地，还接一个电阻R3，电阻R3的另一端接地，同时通过C9电容接第四天线15₄。第四无线射频模块7₄的核心芯片的RF_OUT脚接一个电感L3，电感L3另一端接+3.6V电源，还接一个电容C10，电容C10另一端接+3.6V电源，通过耦和电容C11，C11的另一端接第四天线15₄。第四无线射频模块7₄的核心芯片的PALE脚接第四控制器模块6₄的核心芯片的P3.6脚。第四无线射频模块7₄的核心芯片的PDATA脚接第四控制器模块6₄的核心芯片的P1.7脚。第四无线射频模块7₄的核心芯片的PCLK脚接第四控制器模块6₄的核心芯片的P1.5脚。第四无线射频模块7₄的核心芯片的DCLK脚接第四控制器模块6₄的核心芯片的P3.2脚。第四无线射频模块7₄的核心芯片的DIO脚接第四控制器模块6₄的核心芯片的P3.7脚。

中心基站的计算机接口模块16核心芯片的VCC脚接+3.6V电源，还接电容C17，电容C17另一端接地。计算机接口模块16核心芯片的V+脚接电容C18，电容C18另一端接+3.6V电源。计算机接口模块16核心芯片的V-脚接电容C19，C19另一端接地。计算机接口模块16核心芯片的C1+脚接C20，C20另一端接计算机接口模块16核心芯片的C1-。计算机接口模块16核心芯片的C2+脚接C21，C21另一端接计算机接口模块16核心芯片的C2-。计算机接口模块16核心芯片的TlIN脚接第四控制器模块6₄的核心芯片的P3.1脚。计算机接口模块16核心芯片的TlOUT脚接串口17的第2针。计算机接口模块16核心芯片的R2OUT脚接第四控制器模块6₄的核心芯片的P3.0脚。计算机接口模块16核心芯片的R2IN脚接的串口17的第3针。

中心基站的串口17第5针接地。

中心基站的第四控制器模块6₄核心芯片的RESET脚接一个电容C16，电容C16的另一端接一个电阻R7，电阻R7的另一端接地。

本实用新型使用Z方向上的广播信息，由于Z方向的信息是唯一确定的，再加上现有地面无线二维定位的方法，就可以对移动的用户终端实现地面的无线三维定位。填补了现有地面无线三维定位的技术空白。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的技术范围以内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1、一种无线三维定位系统，其特征在于，包括：

广播基站：用来负责存储、广播Z坐标信息；

2、根据权利要求1所述的无线三维定位系统，其特征在于：

所述的广播基站由第一控制器模块(6₁)、第一无线射频模块(7₁)、第一外部存储模块(8₁)、第一天线(15₁)组成，其中，

第一控制器模块(6₁)：负责与第一无线射频模块(7₁)进行通信；负责控制对第一外部存储模块(8₁)进行读写操作；

第一无线射频模块(7₁)：负责通过无线链路发送、接收信息；

第一外部存储模块(8₁)：负责存储Z坐标信息；

第一控制器模块(6₁)通过数据线从第一外部存储模块(8₁)取得Z坐标信息；再通过数据线传输给第一无线射频模块(7₁)，由第一天线(15₁)输出；

所述的用户终端由第二控制器模块(6₂)、第二无线射频模块(7₂)、第二外部存储模块(8₂)、外部定时器模块(9)、功率放大电路模块(10)、蜂鸣器驱动模块(11)、按键(12)，蜂鸣器(13)，第二天线(15₂)组成，其中，

第二控制器模块(6₂)：负责与第二无线射频模块(7₂)进行通信；负责控制对第二外部存储模块(8₂)进行读写操作；

第二无线射频模块(7₂)：负责通过无线链路发送、接收信息；

第二外部存储模块(8₂)：负责存储用户终端的ID号；

外部定时器模块(9)：负责定时唤醒第二控制器模块(6₂)；

功率放大电路模块(10)：负责对信号进行功率放大；

蜂鸣器驱动模块(11)：负责驱动蜂鸣器(13)；

第二控制器模块(6₂)通过数据线从第二外部存储模块(8₂)取得用户终端的ID号，再通过数据线传输给第二无线射频模块(7₂)，后经过功率放大电路模块(10)放大，由天线(15₂)输出；外部定时器模块(9)通过数据线，传输定时唤醒信号给第二控制器模块(6₂)；第二控制器模块(6₂)通过数据线，传输驱动信号给蜂鸣器驱动模块(11)；

所述的信息转发基站由第三控制器模块(6₃)、第三无线射频模块(7₃)、第三外部存储模块(8₃)、模数转换模块(14)、第三天线(15₃)组成，其中，

第三控制器模块(6₃)：负责与第三无线射频模块(7₃)进行通信；负责控制对第三外部存储模块(8₃)进行读写操作；负责控制模数转换模块(14)；

第三无线射频模块(7₃)：负责通过无线链路发送、接收信息；负责测量接收信号的强度；

第三外部存储模块(8₃)：负责存储信息转发基站的ID号、信号的强度信息；

模数转换模块(14)：负责进行模拟信号到数字信号的转换；

第三控制器模块(6₃)通过数据线从第三外部存储模块(8₃)取得信息转发基站的ID号；再通过数据线传输给第三无线射频模块(7₃)，由第三天线(15₃)输出；第三无线射频模块(7₃)接收来自用户终端的信息，并将该信号的强度信息传输给模数转换模块(14)，经模数转换后，由第三控制器模块(6₃)通过数据线将该信号的强度信息存储到第三外部存储模块(8₃)；

所述的中心基站由第四控制器模块(6₄)、第四无线射频模块(7₄)、第四天线(15₄)、计算机接口模块(16)，串口(17)组成，其中，

第四无线射频模块(7₄)：负责通过无线链路发送、接收信息；

第四控制器模块(6₄)：负责与第四无线射频模块(7₄)进行通信；负责与计算机接口模块(16)进行通信；

计算机接口模块(16)：负责通过串口(17)与中心监控计算机通信；第四控制器模块(6₄)将第四无线射频模块(7₄)从第四天线(15₄)接收到信息，通过数据线传输给计算机接口模块(16)，后经串口(17)传输到中心监控计算机。