TW202043798A

TW202043798A - 位置定位系統

Info

Publication number: TW202043798A
Application number: TW108118811A
Authority: TW
Inventors: 劉彥良
Original assignee: 快意科技股份有限公司
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-12-01

Abstract

一種位置定位系統，包括多數個基地台以及一移動式模組，各基地台彼此連通，且各基地台包括一定位器以及一LoRa收發器，定位器輸出包括一相對位置資訊的一定位訊號，LoRa收發器輸出一LoRa訊號；移動式模組接收定位訊號且輸出包括相對位置資訊以及一海拔資訊的一端點訊號至基地台的LoRa收發器，當任一基地台接收到端點訊號時，立即輸出LoRa訊號。

Description

位置定位系統

本發明係有關一種定位系統，尤指一種結合LoRa通訊協定，且同時比較相對與絕對位置的定位系統。

在現代生活中，物聯網(Internet of Things, IoT)技術隨著越來越多的生活科技而隨之蓬勃發展，無論是運輸物流、生產製造、家庭生活以及安全照護等等都得以通過應用物聯網而獲得若干裨益。使用者可以用中心電腦對機器、裝置、人員進行集中管理、控制，也可以對家庭裝置、汽車進行遙控，以及搜尋位置、防止物品被盜等，類似自動化操控系統，同時透過收集這些事項的瑣碎資料，最後可以聚整合巨量資料或稱大數據(big data)，包含重新設計道路以減少車禍、都市更新、災害預測與犯罪防治、流行病控制等等社會的重大改變，實現物和物相聯。

尤其在大型工作場所中，如六輕化工廠、煉油廠等區域，如何在寬廣開放區域中對大量動物(如人員或動物)或重要物品(如關鍵電子設備或貴重物品)等待測物進行即時地且準確地安全控管以及緊急通報是極其重要的，而為了達到這樣的目標，後端的監控人員或單位必須對所有待測物的準確位置進行即時掌控。然而，所述監控待測物的傳統方式可能是使用短波無線電對講機，其傳輸距離有限且穿透性不佳，又若欲達成遠距傳輸需要耗費大量成本與功耗。除此之外，所述傳統方式對於待測物的位置往往容易誤判，尤其是在擁有多種規格建築物的寬廣開放區域中，各種建築物的樓層高度與管路配置並不相同，容易在僅針對實際地理位置或僅針對相對地理位置的判斷上產生極大誤差，使後端的監控人員或單位容易誤判，而錯失對緊急狀況即時反應的短暫時間，或甚至造成生命或財物的損失。

為此，如何設計出一種位置定位系統，來解決前述的技術問題，乃為本案發明人所研究的重要課題。

本發明之目的在於提供一種位置定位系統，其可通過避免後端的監控人員或單位對位置判斷的誤差、以及使用低功耗且穿透力佳的遠距傳輸方式，而達到對緊急狀況能夠即時反應且保障生命或財物之損失的目的。

為達成前揭目的，本發明所提出的位置定位系統，包括多數個基地台以及一移動式模組；各基地台彼此連通，且各基地台包括一定位器以及一LoRa收發器，定位器輸出包括一相對位置資訊的一定位訊號，LoRa收發器輸出一LoRa訊號；移動式模組接收定位訊號，且輸出包括相對位置資訊以及一海拔資訊、或包括相對位置資訊的一端點訊號至任一基地台的LoRa收發器；其中，當任一基地台接收到端點訊號時，立即輸出LoRa訊號。

進一步而言，所述位置定位系統的相對位置資訊包括樓層、地理方位、地理標記、距離以及速度的其中至少一者。

進一步而言，所述位置定位系統的端點訊號更包括該海拔資訊、一重力感測資訊、一全球定位系統資訊、一陀螺儀資訊、一磁力計資訊的其中至少一者。

進一步而言，所述位置定位系統更包括至少一門禁裝置，當門禁裝置偵測到移動式模組接近時，門禁裝置輸出一門禁訊號至任一基地台的LoRa收發器。

進一步而言，所述位置定位系統的移動式模組包括一蜂鳴器以及至少一警示燈，當門禁裝置偵測到移動式模組接近時，門禁裝置輸出一本地警示訊號至移動式模組，使本地警示訊號啟動蜂鳴器以及至少一警示燈。

進一步而言，所述位置定位系統的移動式模組通過任一基地台的LoRa收發器接收一遠端警示訊號，使遠端警示訊號啟動蜂鳴器以及至少一警示燈。

進一步而言，所述位置定位系統更包括一監控裝置，監控裝置通過任一基地台的LoRa收發器而接收LoRa訊號，且監控裝置輸出遠端警示訊號至任一基地台的LoRa收發器；其中，LoRa訊號包括端點訊號以及門禁訊號的至少一者。

進一步而言，所述位置定位系統的監控裝置包括工作站、伺服器、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、個人數位助理或智慧型手機的其中一者。

進一步而言，所述位置定位系統的移動式模組包括一呼叫單元，呼叫單元使移動式模組通過任一基地台執行一呼叫功能。

進一步而言，所述位置定位系統的呼叫單元包括一按壓開關、一指撥開關、一旋鈕以及一觸控面板的其中至少一者。

在使用前述位置定位系統時，由於各基地台是彼此連通的，因此移動式模組可以在不斷移動的過程中自任一基地台接收定位訊號，且每一定位器輸出的定位訊號可以包括不同的相對位置資訊，所述相對位置資訊可包括樓層、地理方位(如東、西、南、北)、地理標記(如附近地標或基地台本身的辨識編號等)，相對位置資訊可以針對每一定位器的所在位置不同而有所差異，亦即若使用在擁有多種規格建築物的寬廣開放區域中，可以依據各種建築物的樓層高度與管路配置等條件進行區隔，當移動式模組將包括相對位置資訊以及海拔資訊(可通過內建於移動式模組中的氣壓計、重力感測器或全球定位系統取得)的端點訊號輸出至基地台的LoRa收發器之後，後端的監控人員或單位可以在同時掌握了實際地理位置(如海拔資訊)以及相對地理位置(如樓層、地理方位、地理標記)的情況下，輕易地掌握移動式模組的準確位置，且搭配使用的LoRa通訊協定屬低功耗且穿透力佳的遠距傳輸方式，在緊急狀況發生時能夠達到即時反應且保障生命或財物的目的。

為了能更進一步瞭解本發明為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，相信本發明特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實例加以施行或應用，本發明說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

須知，本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

茲有關本發明之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。

請參閱圖1以及圖2所示，為本發明位置定位系統之一實施例的功能方塊圖。

本發明之所述實施例的位置定位系統包括多數個基地台10、一移動式模組20以及一監控裝置40。然而，亦可使用多數個移動式模組20搭配多數個基地台10一併使用，本發明不在此限。其中，各基地台10彼此連通，且各基地台10包括一定位器11以及一LoRa收發器12。定位器11輸出包括一相對位置資訊的一定位訊號101。LoRa收發器12輸出一LoRa訊號102。進一步而言，各基地台10可以是通過各基地台10的LoRa收發器12在符合LoRa無線通訊協定的情況下彼此連通，且可彼此傳遞LoRa訊號102。在本發明之所述實施例中，相對位置資訊可包括樓層、地理方位、地理標記、距離以及速度的其中至少一者，相對位置資訊可以針對每一定位器11的所在位置不同而有所差異。其中，地理方位可以是東西南北，地理標記可以是建物編號、燈桿編號、管路編號、基地台10本身的辨識編號或其他可明顯辨識所在位置差異的附近地標等。

移動式模組20接收定位訊號101，且輸出包括相對位置資訊以及一海拔資訊、或包括相對位置資訊的一端點訊號201至任一基地台10的該LoRa收發器12。在本發明之所述實施例中，端點訊號201除了相對位置資訊可更包括海拔資訊(可通過內建於移動式模組20的氣壓計、重力感測器或全球定位系統取得)、一重力感測資訊(可由內建於移動式模組20的G sensor取得)、一全球定位系統資訊(可由內建於移動式模組20的GPS模組、GLONASS模組或北斗衛星導航系統(BDS)模組取得)、一陀螺儀資訊(可由內建於移動式模組20的三軸陀螺儀取得)、一磁力計資訊(可由內建於移動式模組20的磁力計取得)的其中至少一者。其中，當任一基地台10接收到端點訊號201時，立即輸出LoRa訊號102，亦即，在室內時系統可優先輸出包括樓層等資訊的相對位置資訊給予監控裝置40進行辨識。本發明主要是利用氣壓計去判斷人員位置，例如A棟大樓與B棟大樓高度不同，由A棟2樓可進入B棟3樓，這時A棟與B棟是相同海拔，以氣壓計取得的大氣壓力訊號相同，定位器11卻只會判定人員位置是2樓，容易產生位置誤差，所以當人員進入B棟後最近的定位器11時會進行讀取定位器的相對位置資訊，並將其傳送至後端，以進行精準定位。

監控裝置40通過任一基地台10的LoRa收發器12而接收LoRa訊號102，且監控裝置40可輸出一遠端警示訊號401至任一基地台10的LoRa收發器12(配合參見圖3)。其中，LoRa訊號102包括端點訊號201以及門禁訊號301的至少一者。監控裝置40可包括工作站、伺服器、桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦、個人數位助理或智慧型手機的其中一者。

在實際使用本發明所述實施例的位置定位系統時，可以搭配一個或一個以上的門禁裝置30，作為各移動式模組20的權限監控。例如委託包商進行施工與建設時，可針對每一個人員配置一移動式模組20，當有人員進入非允許進入區域(例如具有危險或是具有敏感機密等)時，監控裝置40可以立即知道狀況，而採取必要的措施。在本發明之實施例中，當門禁裝置30偵測到任一移動式模組20接近時，如該門禁裝置30是位於未允許進入區域，則門禁裝置30會輸出門禁訊號301至任一該基地台10的LoRa收發器12，使LoRa收發器12輸出包括有門禁訊號301的LoRa訊號102至監控裝置40，允許監控裝置40可以知道人員進出狀況與人員所在區域。

請參閱圖3至圖5所示，其中，圖3為本發明位置定位系統之另一實施例的功能方塊圖。圖4、圖5為本發明位置定位系統之移動式模組的外觀示意圖。所述另一實施例與前述實施例大致相同，惟各移動式模組20可包括一蜂鳴器(圖中未示)以及至少一警示燈22。當門禁裝置30偵測到任一移動式模組20接近時，如該門禁裝置30是位於未允許進入區域，則門禁裝置30會輸出一本地警示訊號302至與其接近的移動式模組20，使本地警示訊號302啟動蜂鳴器以及至少一警示燈22，以達成自動化地本地警示的效果。其中，本地警示訊號302可以與門禁訊號301相同。除此之外，監控裝置40亦可在收到包括有門禁訊號301的LoRa訊號102之後，依監控裝置40判斷或人工操作而輸出遠端警示訊號401。繼而，移動式模組20也可以通過任一基地台10的LoRa收發器12接收遠端警示訊號401，使遠端警示訊號401啟動蜂鳴器以及至少一警示燈22，以達成遠端警示的效果。本發明所述的移動式模組20更可包括一呼叫單元21，呼叫單元21使移動式模組20通過任一基地台10執行一呼叫功能，且呼叫單元21包括一按壓開關、一指撥開關、一旋鈕以及一觸控面板的其中至少一者。例如年長者若突然覺得身體不適，可以立即按下按壓開關的呼叫單元21，以通報相關單位。如圖4所示，其中一實施態樣的移動式模組20可以是對講機型態，其包括一外露天線23。如圖5所示，另一實施態樣的移動式模組20’可以是卡片或吊牌型態，其一樣具有呼叫單元21’及警示燈22，且更具有一孔洞24可以供使用人員方便配戴於身上。

在使用前述位置定位系統時，由於各基地台10是彼此連通的，因此移動式模組20可以在不斷移動的過程中自任一基地台10接收定位訊號101，且每一定位器11輸出的定位訊號101可以包括不同的相對位置資訊，所述相對位置資訊可包括樓層、地理方位(如東、西、南、北)、地理標記(如附近地標或基地台10本身的辨識編號等)，相對位置資訊可以針對每一定位器11的所在位置不同而有所差異，亦即若使用在擁有多種規格建築物的寬廣開放區域中，可以依據各種建築物的樓層高度與管路配置等條件進行區隔，當移動式模組20將包括相對位置資訊以及海拔資訊(可通過內建於移動式模組20中的氣壓計、重力感測器或全球定位系統取得)的端點訊號201輸出至基地台10的LoRa收發器12之後，後端的監控人員或單位可以透過監控裝置40在同時掌握了實際地理位置(如海拔資訊)以及相對地理位置(如樓層、地理方位、地理標記)的情況下，輕易地掌握移動式模組20的準確位置，且搭配使用的LoRa通訊協定屬低功耗且穿透力佳的遠距傳輸方式，在緊急狀況發生時能夠達到即時反應且保障生命或財物的目的。

以上所述，僅為本發明較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本發明之特徵並不侷限於此，並非用以限制本發明，本發明之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本發明申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包含於本發明之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本發明之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本案之專利範圍。

10:基地台

11:定位器

12:LoRa收發器

20、20’:移動式模組

21、21’:呼叫單元

22:警示燈

23:外露天線

24:孔洞

30:門禁裝置

40:監控裝置

101:定位訊號

102:LoRa訊號

201:端點訊號

301:門禁訊號

302:本地警示訊號

401:遠端警示訊號

圖1、圖2為本發明位置定位系統之一實施例的功能方塊圖；

圖3為本發明位置定位系統之另一實施例的功能方塊圖；以及

圖4、圖5為本發明位置定位系統之移動式模組的外觀示意圖。