一種用于室內定位的多基組網uwb三維定位系統及其定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及室內自助定位技術領域，特別是涉及一種用于室內定位的多基組網UffB三維定位系統及其定位方法。
【背景技術】
[0002]目前，定位技術和基于位置的應用已經成為研宄熱點，并已經廣泛滲透到國民經濟和社會發展的各個領域。室外定位技術借助GPS等全球導航衛星系統(GNSS)已經很成熟，但是由于衛星定位信號不能穿透建筑物，而且室內環境復雜多變，因此在室內難以實現定位。然而室內作為與人類生活關系最密切的場合，室內定位服務又存在大量的應用需求，如室內人員定位、室內設備定位、室內資產定位等等，因此急需開展室內導航定位技術研宄。
[0003]多基組網UWB三維定位方法利用UWB技術，其具備功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低等有點，可以實現室內實時高精度定位，解決GPS等無法實現的室內定位問題，并有效提升我國在室內定位領域的技術水平和裝備水平。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是提供一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統及其定位方法，以實現室內實時高精度定位需求，解決GPS等無法實現的室內定位問題。
[0005]本發明的技術方案為:
[0006]一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統，包括標簽系統、定位基站、監控終端。
[0007]所述標簽系統包括啟動休眠模塊、調制模塊、UWB發射模塊、電源模塊。所述的啟動休眠模塊是控制標簽的工作狀態，即為工作狀態或者休眠狀態；所述的調制模塊處理的是標簽的UWB射頻標識信息，用于確定正在監控的標簽，并獲取標簽的方位信息。
[0008]所述定位基站包括UWB接收模塊、解調模塊、數據傳輸模塊、供電模塊；所述的UWB接收模塊接收由標簽系統UWB發射模塊發送的射頻UWB信號；所述的解調模塊將接收到的UffB信號進行解調，獲得具體標簽的標識信息，確定被監控的標簽；所述數據傳輸模塊是把定位基站測得標簽的精確的定位信息發送到監控終端，由監控終端進行進一步的處理，所述的標簽系統與定位基站之間通過UWB收發模塊進行信號傳輸。
[0009]所述監控終端包括數據接收模塊、實時定位模塊。所述的數據接收模塊接收四個定位基站發送的標簽方位信息；所述的實時定位模塊對四個標簽獲取的方位信息進行交叉定位處理獲取標簽的具體方位信息。
[0010]進一步地，在上述方案中，所述標簽系統的電源模塊和定位基站的供電模塊均包括電池和電源電路。
[0011]所述的一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統的定位方法為:
[0012](I)啟動:分別打開標簽系統的電源模塊與定位基站的供電模塊，通過啟動休眠模塊將標簽系統工作狀態調至工作狀態；
[0013](2)調制解調:調制模塊對標簽的標識等基帶信息進行處理，然后通過UWB發射模塊發射給UWB接收模塊；解調模塊對UWB接收模塊接收到的UWB信號進行解調，對正在監控的標簽進行確定，并獲取標簽的方位信息；
[0014](3)定位:定位基站的數據傳輸模塊把定位基站測得標簽系統的精確的定位信息發送到監控終端，由監控終端進行進一步的處理；
[0015](4)實時監控:監控終端的數據接收模塊接收四個定位基站發送的標簽方位信息，實時定位模塊對四個標簽獲取的方位信息進行交叉定位處理，獲得精確地位置信息并在三維坐標系中呈現出來，實現標簽的三維實時監控；
[0016]本發明的有益效果是:實現室內實時高精度定位要求，解決GPS等全球導航衛星系統無法實現的室內定位問題，有效提升我國在室內定位領域的技術水平和裝備水平。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的系統總框圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0019]如圖1所示，一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統，包括標簽系統、定位基站、監控終端。
[0020]所述標簽系統包括啟動休眠模塊、調制模塊、UWB發射模塊、電池和電源電路。所述的啟動休眠模塊是控制標簽的工作狀態，即為工作狀態或者休眠狀態；所述的調制模塊處理的是標簽的UWB射頻標識信息，用于確定正在監控的標簽，并獲取標簽的方位信息。
[0021]所述定位基站包括UWB接收模塊、解調模塊、數據傳輸模塊、電池和電源電路；所述的UWB接收模塊接收由標簽系統UWB發射模塊發送的射頻UWB信號；所述的解調模塊將接收到的UWB信號進行解調，獲得具體標簽的標識信息，確定被監控的標簽；所述數據傳輸模塊是把定位基站測得標簽的精確的定位信息發送到監控終端，由監控終端進行進一步的處理，所述的標簽系統與定位基站之間通過UWB收發模塊進行信號傳輸。
[0022]所述監控終端包括數據接收模塊、實時定位模塊。所述的數據接收模塊接收四個定位基站發送的標簽方位信息；所述的實時定位模塊對四個標簽獲取的方位信息進行交叉定位處理獲取標簽的具體方位信息。
[0023]所述的一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統的定位方法為:
[0024](I)啟動:分別打開標簽系統的電源模塊與定位基站的供電模塊，通過啟動休眠模塊將標簽系統工作狀態調至工作狀態；
[0025](2)調制解調:調制模塊對標簽的標識等基帶信息進行處理，然后通過UWB發射模塊發射給UWB接收模塊；解調模塊對UWB接收模塊接收到的UWB信號進行解調，對正在監控的標簽進行確定，并獲取標簽的方位信息；
[0026](3)定位:定位基站的數據傳輸模塊把定位基站測得標簽系統的精確的定位信息發送到監控終端，由監控終端進行進一步的處理；
[0027](4)實時監控:監控終端的數據接收模塊接收四個定位基站發送的標簽方位信息，實時定位模塊對四個標簽獲取的方位信息進行交叉定位處理，獲得精確地位置信息并在三維坐標系中呈現出來，實現標簽的三維實時監控。
[0028]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1.一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統，其特征在于包括標簽系統、定位基站、監控終端；所述標簽系統包括啟動休眠模塊、調制模塊、UffB發射模塊、電源模塊；所述定位基站包括UWB接收模塊、解調模塊、數據傳輸模塊、供電模塊；所述監控終端包括數據接收模塊、實時定位模塊。2.如權利要求1所述的一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統，其特征在于所述標簽系統的電源模塊和定位基站的供電模塊均包括電池和電源電路。3.如權利要求2所述的一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統的定位方法，其特征在于包括以下步驟: (1)啟動:分別打開標簽系統的電源模塊與定位基站的供電模塊，通過啟動休眠模塊將標簽系統工作狀態調至工作狀態； (2)調制解調:調制模塊對標簽的標識等基帶信息進行處理，然后通過UWB發射模塊發射給UWB接收模塊；解調模塊對UWB接收模塊接收到的UWB信號進行解調，對正在監控的標簽進行確定，并獲取標簽的方位信息； (3)定位:定位基站的數據傳輸模塊把定位基站測得標簽系統的精確的定位信息發送到監控終端，由監控終端進行進一步的處理； (4)實時監控:監控終端的數據接收模塊接收四個定位基站發送的標簽方位信息，實時定位模塊對四個標簽獲取的方位信息進行交叉定位處理，獲得精確地位置信息并在三維坐標系中呈現出來，實現標簽的三維實時監控。
【專利摘要】本發明公開了一種用于室內定位的多基組網UWB三維定位系統及其定位方法，所述定位系統包括標簽系統、定位基站、監控終端；所述標簽系統包括啟動休眠模塊、調制模塊、UWB發射模塊、電源模塊；所述定位基站包括UWB接收模塊、解調模塊、數據傳輸模塊、供電模塊；所述監控終端包括數據接收模塊、實時定位模塊。所述定位系統的定位方法是通過啟動、調制解調、定位、實時監控等步驟來實現的。本發明可以實現室內實時高精度定位要求，解決GPS等全球導航衛星系統無法實現的室內定位問題，有效提升我國在室內定位領域的技術水平和裝備水平。
【IPC分類】G01S5/00, H04W64/00, G01S5/02
【公開號】CN104902563
【申請號】CN201510173112
【發明人】梁步閣, 楊德貴, 趙黨軍
【申請人】梁步閣
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月13日