亚洲成年人黄色一级片,日本香港三级亚洲三级,黄色成人小视频,国产青草视频,国产一区二区久久精品,91在线免费公开视频,成年轻人网站色直接看

無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)及其定位方法

文檔序號(hào):7722783閱讀:161來源:國知局
專利名稱:無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)及其定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及定位技術(shù),特別涉及一種無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)及其定位方法。
背景技術(shù)
定位技術(shù)到目前為止,都是采用的無線信號(hào)定位的方法?,F(xiàn)有定位系統(tǒng),基本上可 以分為以GPS為代表的定位系統(tǒng)和以移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為代表的無線網(wǎng)絡(luò)(包括GSM、 CDMA網(wǎng) 絡(luò))定位系統(tǒng)。
GPS定位技術(shù) 被定位物體通過與之相連的GPS接收終端,同時(shí)接收四顆(至少三顆)GPS衛(wèi)星發(fā) 射的定位信號(hào),計(jì)算出該物體所處的經(jīng)緯度和高度坐標(biāo)(X, Y, Z)而實(shí)現(xiàn)定位。這種X, Y, Z位置坐標(biāo)信息,在一般實(shí)際應(yīng)用中,必須與電子地圖配合使用,而且,往往還需要轉(zhuǎn)換為我 們所熟悉的地理位置信息,例如街道名稱,具體參考地點(diǎn)等,才能真正方便使用。在對(duì)移動(dòng) 目標(biāo),例如車輛定位時(shí),還需要將所算出位置信息,通過現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),傳給控制中心, 才能真正到達(dá)定位的目的——對(duì)車輛的管理、監(jiān)控。就移動(dòng)目標(biāo)定位而言,GPS定位系統(tǒng)至 少需要GPS衛(wèi)星、GPS接收機(jī)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信終端(GMS或CDMA收發(fā)模塊)及控 制中心才能實(shí)現(xiàn)。GPS定位系統(tǒng)的缺點(diǎn),除了建立定位系統(tǒng)的成本及運(yùn)營成本高以外(包括 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)),它的使用在城市中還受到極大的限制。因?yàn)槭褂肎PS設(shè)備的重要前提之 一,是GPS接收機(jī)與衛(wèi)星之間有直射路徑,而GPS信號(hào)在建筑物密集的城區(qū)及建筑物內(nèi)部存 在信號(hào)接收盲區(qū)。另外GPS定位還要受到多徑效應(yīng)和許多其他因素的影響,包括初始定位 信號(hào)捕獲時(shí)間較長(zhǎng)等(通常為0. 5 15min)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明,在高樓林立的城市,安裝GPS 接收機(jī)的公交車輛,能夠正常接收GPS定位信號(hào)的概率大約為70X左右。在一些特殊場(chǎng)合, 如鋼筋混凝土建筑物內(nèi)、地下室或礦井中,則完全收不到GPS信號(hào)。
移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù) 基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù),除了要對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的布局,網(wǎng)絡(luò)基站和移動(dòng) 終端的軟件和硬件做較大的改變外,它的使用,還要受到城市中非視距傳播、多徑效應(yīng)和多 址干擾等因素的極大影響。在網(wǎng)絡(luò)布局上, 一般要求移動(dòng)終端,能夠同時(shí)與3個(gè)或3個(gè)以上 基站,進(jìn)行直接通信,通過各種復(fù)雜的測(cè)距、測(cè)向來確定移動(dòng)終端的位置。而現(xiàn)有移動(dòng)通信 網(wǎng)絡(luò),主要考慮的是語音通信,因而,很難滿足定位的要求。 綜上所述,現(xiàn)有定位技術(shù)和方法的主要缺點(diǎn)是,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,投資大,運(yùn)營費(fèi)用高,不 能在城市,或礦山井下等復(fù)雜的環(huán)境條件下工作,因而不能滿足許多實(shí)際應(yīng)用的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題,就是針對(duì)現(xiàn)有定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,運(yùn)營費(fèi)用高,使用場(chǎng)合受限的缺點(diǎn),提供一種不依賴于GPS和現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的,無線微功率網(wǎng)絡(luò) 定位系統(tǒng)及其定位方法。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題,采用的技術(shù)方案是通過組建一個(gè)由若干個(gè)具有固定位 置,可以與控制中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的無線微功率收發(fā)機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò),以及安裝在需要定 位的可移動(dòng)目標(biāo)上的無線微功率收發(fā)機(jī),組成的無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng),利用網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 和可移動(dòng)目標(biāo)的收發(fā)機(jī)的發(fā)射功率,接收靈敏度以及接收信號(hào)強(qiáng)度與傳輸距離之間的關(guān) 系,再利用已知的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置,來實(shí)現(xiàn)對(duì)可移動(dòng)目標(biāo)的定位;并利用同一個(gè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn) 可移動(dòng)目標(biāo)位置信息以及其它控制信息的傳輸。 網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)具有固定位置的無線微功率收發(fā)機(jī),被稱為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),安裝在 需要定位的可移動(dòng)目標(biāo)上的無線微功率收發(fā)機(jī),被稱為移動(dòng)目標(biāo);所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過有線 或無線的方式與控制中心相連接以傳輸信息,其連接方式可以采用星狀,樹狀,網(wǎng)狀等多種 方式;所述網(wǎng)絡(luò)與控制中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相聯(lián)接;所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)之間通過無線 通信方式連接;所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的地址,移動(dòng)目標(biāo)的身份識(shí)別信息以及網(wǎng) 絡(luò)管理軟件;所述無線收發(fā)機(jī)由具有完整的無線發(fā)射和接收功能的集成電路芯片構(gòu)成,它 們也可以只具有單一的無線發(fā)射或接收的功能,它們的發(fā)射功率,滿足當(dāng)?shù)卣南嚓P(guān)規(guī) 定限制;當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)為Zigbee網(wǎng)絡(luò)時(shí),這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)就是Zigbee網(wǎng)絡(luò)的FFD ;移動(dòng)目標(biāo)就 是Zigbee網(wǎng)絡(luò)的RFD。
采用上述無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)的定位方法有下面幾種
第一種定位方法,稱為幾何中心定位法 建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系,以收到移動(dòng)目標(biāo)信號(hào)最強(qiáng)的1-3個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)的幾何中心作為移動(dòng)目標(biāo)的位置; 這里所述的移動(dòng)目標(biāo)信號(hào),可以是移動(dòng)目標(biāo)自身單方向發(fā)出的身份碼信號(hào),也可 以是移動(dòng)目標(biāo)收到系統(tǒng)的呼叫信號(hào)后,返還給網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的回應(yīng)信號(hào)。 這里需要說明的是,呼叫回應(yīng)信號(hào)不同于移動(dòng)目標(biāo)自身發(fā)出的信號(hào),這兩者的差 別是后者只取決于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能否接收到移動(dòng)目標(biāo)的信號(hào),它是一種單方向通信,而前者在 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠接收到移動(dòng)目標(biāo)的呼叫回應(yīng)信號(hào)之前,首先移動(dòng)目標(biāo)要能接收到來自網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)的呼叫信號(hào),它是一種雙向通信過程。
第二種定位方法信號(hào)強(qiáng)度法 它是利用在給定定位區(qū)域內(nèi),預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)建立起來的無線接收機(jī)所接收到 的信號(hào)強(qiáng)度,與到信號(hào)源距離的普遍關(guān)系,再通過測(cè)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(或移動(dòng)目標(biāo))接收到的來 自移動(dòng)目標(biāo)(或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn))的信號(hào)強(qiáng)度,來確定移動(dòng)目標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離;
第三種定位方法搜尋法 它是利用在給定定位區(qū)域內(nèi),預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)建立起來的無線接收機(jī)離開信號(hào) 源的距離,與信號(hào)源臨界發(fā)射功率的普遍關(guān)系,這里的臨界發(fā)射功率,是指無線接收機(jī)在給 定距離位置處,能夠接收到信號(hào)源信號(hào)時(shí),信號(hào)源必須要有的最小發(fā)射功率,再通過改變網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)(或移動(dòng)目標(biāo))的發(fā)射功率,找出對(duì)應(yīng)于移動(dòng)目標(biāo)(或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn))所在位置處的臨 界發(fā)射功率,來確定移動(dòng)目標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離;
第四種定位方法指紋法 它包括信號(hào)強(qiáng)度指紋法,以及臨界發(fā)射功率指紋法。這種方法不依賴于信號(hào)源發(fā)射功率或射頻信號(hào)強(qiáng)度,與距離之間的普遍關(guān)系,而是依賴于該定位區(qū)域內(nèi),處在某個(gè)具體 位置的信號(hào)源及其發(fā)射功率,與區(qū)域內(nèi)不同位置處的信號(hào)強(qiáng)度之間所存在的,完全依賴于 該區(qū)域內(nèi)特定環(huán)境條件的特殊關(guān)系。 信號(hào)強(qiáng)度指紋法建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系,利用在J個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上 所量測(cè)到的,來自同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的一組信號(hào)強(qiáng)度值,組成的信號(hào)強(qiáng)度指紋特征,與數(shù)據(jù)庫 中預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)所儲(chǔ)存的,J個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不同信號(hào)強(qiáng)度指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)不同位 置的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;或利用在移動(dòng)目標(biāo)處量測(cè)到的來自J個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一組信號(hào)強(qiáng)度值, 共同組成的信號(hào)強(qiáng)度指紋特征,與數(shù)據(jù)庫中預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)所儲(chǔ)存的,對(duì)應(yīng)于這J個(gè)網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn),移動(dòng)目標(biāo)的不同信號(hào)強(qiáng)度指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)在不同位置的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,來確 定移動(dòng)目標(biāo)的具體位置,其中J> 1。 臨界發(fā)射功率指紋法建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系,通過改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 或移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率,找出對(duì)應(yīng)于同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)位置的,Q個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一組臨界發(fā)射 功率組成的指紋特征,或相對(duì)于這Q個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),在移動(dòng)目標(biāo)處測(cè)得的一組臨界發(fā)射功率 值,組成的指紋特征,與數(shù)據(jù)庫中預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)儲(chǔ)存的,不同臨界發(fā)射功率指紋特征, 與移動(dòng)目標(biāo)在不同位置的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,來確定移動(dòng)目標(biāo)的位置,其中Q > 1。
在以上第三種"搜尋法",和第四種"指紋法"中,都利用到臨界發(fā)射功率的概念。它 實(shí)際上就是一個(gè)搜尋移動(dòng)目標(biāo)的過程。它利用改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率,來改 變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)之間,可以實(shí)現(xiàn)雙向或單向通信的范圍,通過找出兩者之間能否接
收到對(duì)方信號(hào)的變化點(diǎn),找出相應(yīng)的臨界發(fā)射功率,從而搜尋出移動(dòng)目標(biāo)的位置。由于一般 微功率單芯片收發(fā)機(jī),都具有多級(jí)發(fā)射功率控制的功能,因而,我們可以很容易的通過控制
命令,來改變移動(dòng)目標(biāo)或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,從而達(dá)到搜尋移動(dòng)目標(biāo)的目的。 使用臨界發(fā)射功率的概念來定位,與使用信號(hào)強(qiáng)度的概念來定位類似,都利用了
信號(hào)強(qiáng)度隨距離而衰減的普遍規(guī)律,但相對(duì)于使用信號(hào)強(qiáng)度的概念來定位,使用臨界發(fā)射
功率來定位,具有顯而易見的優(yōu)越性首先,在使用信號(hào)強(qiáng)度的概念來定位時(shí),你所測(cè)得的
信號(hào)強(qiáng)度中,包括了許多與定位目的無關(guān)的,來自其他信號(hào)源的貢獻(xiàn),要將它們分開來,有
時(shí)十分困難;其次,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明,信號(hào)強(qiáng)度的量測(cè),具有相當(dāng)?shù)碾y度,這主要是指測(cè)量時(shí)信
號(hào)的穩(wěn)定性和精確性;最后,由于一般收發(fā)機(jī)往往不具有信號(hào)強(qiáng)度指示功能,因而使用信號(hào)
強(qiáng)度的概念來定位的方法,也就受到很大的局限。而使用臨界發(fā)射功率的方法,則不存在這
些問題。 本發(fā)明的有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,成本低,技術(shù)成熟。本發(fā)明不需要復(fù)雜 的測(cè)量和計(jì)算,也可不需要電子地圖,就能夠滿足實(shí)際定位需要;系統(tǒng)本身既是一個(gè)定位網(wǎng) 絡(luò),又是一個(gè)能夠進(jìn)行信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)絡(luò),因而可以集定位和信息傳輸為一體,不僅方便 了實(shí)際應(yīng)用,而且還大大降低了運(yùn)營成本。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)組成示意圖; 圖2是信號(hào)強(qiáng)度與離開信號(hào)源距離的關(guān)系示意圖;
圖3是無線發(fā)射機(jī)的信號(hào)覆蓋半徑示意圖;
圖4是無線接收機(jī)的定位半徑示意5
圖5是1個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置作為移動(dòng)目標(biāo)位置的示意圖; 圖6是2個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置的幾何中心作為移動(dòng)目標(biāo)位置的示意圖; 圖7是3個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置的幾何中心作為移動(dòng)目標(biāo)位置的示意圖; 圖8是根據(jù)計(jì)算的移動(dòng)目標(biāo)到3個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的距離來確定移動(dòng)目標(biāo)位置的示意
圖; 圖9是臨界發(fā)射功率示意圖,Q > Qm, M可接收到0的信號(hào),Q < Qm, M接收不到0 的信號(hào); 圖10是對(duì)應(yīng)同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)位置,不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的不同臨界發(fā)射功率; 圖11是對(duì)應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置,在某個(gè)具體位置的移動(dòng)目標(biāo)的不同臨界發(fā)射
功率; 圖12是Ta, Tb, Tc組成移動(dòng)目標(biāo)在位置0的信號(hào)強(qiáng)度指紋示意圖; 圖13是Qa, Qb, Qc組成移動(dòng)目標(biāo)在位置0的臨界發(fā)射功率信號(hào)指紋示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例,詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。 為便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案,先將與本發(fā)明有關(guān)的幾個(gè)概念簡(jiǎn)單介紹如下
無線信號(hào)的傳輸 在理想條件下, 一個(gè)無線發(fā)射機(jī)通過天線向外發(fā)射一定功率的射頻信號(hào),無線發(fā) 射機(jī)附近某點(diǎn)的射頻信號(hào)強(qiáng)度,與該點(diǎn)距發(fā)射天線的距離的平方成反比,我們可以用公式 Tr = KQ/f來表示。這里Tr代表距離無線發(fā)射機(jī)R處的信號(hào)強(qiáng)度,Q代表無線發(fā)射機(jī)天線 端的信號(hào)強(qiáng)度,而K則可以簡(jiǎn)單考慮為衰減系數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,實(shí)際信號(hào)強(qiáng)度的大小與離 開信號(hào)源距離的關(guān)系,由于信號(hào)傳輸環(huán)境條件與理想情況有較大的差別,因而,也就不能簡(jiǎn) 單地用上面的公式來表示,但為了方便起見,人們?nèi)匀幌矚g用使用上面公式的形式,來表達(dá) 這種關(guān)系,只不過式中的指數(shù)"2",需要使用一個(gè)未知數(shù)"x"來代替,即公式改為Tr = KQ/ Rx,由于信號(hào)強(qiáng)度隨距離的變化, 一般都是一種單調(diào)減弱的關(guān)系,因而式中"K"和"x"可以 通過簡(jiǎn)單的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量來獲得。(圖2) 對(duì)于一個(gè)給定的傳輸環(huán)境和給定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)目標(biāo)而言,我們可以通過在現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)際測(cè)量幾組信號(hào)強(qiáng)度與距離的數(shù)值,求出公式中K和指數(shù)x的值,以更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情 況。如果定位區(qū)域內(nèi)環(huán)境條件變化不大,我們可以將定位區(qū)域內(nèi),在一個(gè)具有代表性傳輸環(huán) 境的位置處,所測(cè)得的K和x的值,用于整個(gè)定位區(qū)域。對(duì)于無線信號(hào)傳輸條件差別較大的 某些地方,則需要專門在這些地方進(jìn)行實(shí)際測(cè)量,以得到專門適用于這些地方的計(jì)算公式。 利用我們通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)所建立起來的計(jì)算公式,就可以很容易地利用前述的方法,對(duì)移動(dòng) 目標(biāo)進(jìn)行定位了。 無線發(fā)射機(jī)的信號(hào)覆蓋半徑Rab : 無線接收機(jī)B能否收到另一個(gè)相隔一定距離,使用相同信道的無線發(fā)射機(jī)A所發(fā) 射的信號(hào),既取決于無線發(fā)射機(jī)A所發(fā)射的信號(hào)到達(dá)無線接收機(jī)B處的信號(hào)強(qiáng)度Tb,也取決 于無線接收機(jī)B的接收靈敏度Brs。當(dāng)Tb大于Brs時(shí),B便可以收到A的信號(hào)。我們將距 離A某個(gè)位置處的信號(hào)強(qiáng)度,剛好等于無線接收機(jī)B的接收靈敏度Brs時(shí)的距離Rab,稱作 A對(duì)應(yīng)于無線接收機(jī)B的信號(hào)覆蓋半徑。Rab隨A的發(fā)射功率的降低,或B的接收靈敏度的
6降低而減小。(圖3)
定位半徑Rba : 當(dāng)A的位置固定,A的發(fā)射功率和B的接收靈敏度一定時(shí),B只有當(dāng)處于一個(gè)以A 為圓心,Rab為半徑的一個(gè)固定范圍內(nèi)時(shí),才能接收到A的信號(hào)。反之,將B的位置固定,則 只有當(dāng)A進(jìn)入到一個(gè)以B為圓心,Rab為半徑的一個(gè)固定范圍內(nèi)時(shí),B才能接收到A的信號(hào)。 信號(hào)覆蓋半徑與定位半徑本質(zhì)上是同一個(gè)東西,只不過前者以無線發(fā)射機(jī)為中心,后者以 無線接收機(jī)為中心而已。(圖4)
臨界發(fā)射功率 臨界發(fā)射功率,是指對(duì)兩個(gè)相隔一定距離的無線發(fā)射機(jī)和接收機(jī)而言,在無線接 收機(jī)能夠接收到無線發(fā)射機(jī)的信號(hào)時(shí),無線發(fā)射機(jī)必須具有的最小發(fā)射功率。必須要說明 的是在開闊地帶,無線接收機(jī)離開無線發(fā)射機(jī)的距離越遠(yuǎn),無線發(fā)射機(jī)的臨界發(fā)射功率就 越大,但在存在建筑物等的復(fù)雜傳輸環(huán)境中,由于遮擋,反射和多徑傳輸?shù)脑?,這種關(guān)系 則不一定總是成立。(圖9)
信號(hào)指紋 在地形復(fù)雜的區(qū)域或建筑物內(nèi)部,無線電信號(hào)傳輸對(duì)地形和傳播障礙物具有依賴 性,因而呈現(xiàn)出非常強(qiáng)的接收站點(diǎn)特殊性。因此對(duì)于每一個(gè)接收點(diǎn)來說,該信道的多徑結(jié)構(gòu) 對(duì)每一個(gè)位置是惟一的。如果一個(gè)射頻信號(hào)從某一個(gè)位置發(fā)射出來,我們?cè)诓煌慕邮瘴?置所接收到的信號(hào)強(qiáng)度,將不再遵從信號(hào)強(qiáng)度隨離開信號(hào)源距離逐漸衰減的普遍規(guī)律,而 將呈現(xiàn)出一種對(duì)該區(qū)域特有的傳輸環(huán)境的依賴性。利用這種特殊性,我們可以使用在幾個(gè) 接收站點(diǎn)測(cè)得的,來自同一個(gè)位置的信號(hào)源的一組信號(hào)強(qiáng)度值,組成該信號(hào)源位置的指紋 特征,來與信號(hào)源所在的位置相對(duì)應(yīng),建立起一種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。(圖12)
建立這種一一對(duì)應(yīng)關(guān)系所需的指紋特征,究竟應(yīng)該由多少個(gè)接收站點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度 組成,取決于實(shí)際定位的環(huán)境。例如,對(duì)煤礦井下人員定位,或?qū)ρ爻鞘幸欢ň€路行駛的公 交車輛定位的目的, 一般選擇1-2個(gè)站點(diǎn)就足夠了 ,對(duì)其它的定位應(yīng)用而言,選擇三個(gè)接收 站點(diǎn), 一般應(yīng)該也就能建立起這種一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系了 。 如果我們預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),建立起移動(dòng)目標(biāo)在定位區(qū)域內(nèi)的不同位置,與其對(duì) 應(yīng)接收站點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度指紋特征之間一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,并存入數(shù)據(jù)庫,我們就可以反過來, 利用在對(duì)應(yīng)站點(diǎn)測(cè)量到的信號(hào)強(qiáng)度指紋特征,與數(shù)據(jù)庫中的指紋特征進(jìn)行比較,從而找出 對(duì)應(yīng)的移動(dòng)目標(biāo)的位置,實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位。 為了實(shí)現(xiàn)在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位,我們不僅可以使用在幾個(gè)接收站點(diǎn) 處,所測(cè)量的來自同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度組成的一組信號(hào)強(qiáng)度指紋,與移動(dòng)目標(biāo)具體 位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系;我們還可以使用在同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)位置處,所測(cè)量的來自幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的不同信號(hào)強(qiáng)度組成的一組信號(hào)強(qiáng)度指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)具體位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系;同樣的 道理,我們還可以使用對(duì)應(yīng)于同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的位置,幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同的臨界發(fā)射功率 值,所組成的一組臨界發(fā)射功率指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)具體位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系,或?qū)?yīng)于處于 不同位置的幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),移動(dòng)目標(biāo)的不同的臨界發(fā)射功率值,所組成的一組信號(hào)指紋特 征,與移動(dòng)目標(biāo)具體位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(圖13)
兩個(gè)無線收發(fā)機(jī)之間的通信距離 兩個(gè)無線收發(fā)機(jī)之間的通信,存在方向性的差別,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào),移動(dòng)目標(biāo)接收這個(gè)信號(hào)(上行),與同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)發(fā)射信號(hào),同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收這個(gè)信號(hào)(下行), 是兩個(gè)完全不同的通信方向,是完全不一樣的兩件事因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)射信號(hào),移動(dòng)目標(biāo)接 收信號(hào)時(shí)的通信距離,只取決于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率和移動(dòng)目標(biāo)的接收靈敏度,而與網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)的接收靈敏度和移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率無關(guān),反之亦然。這如同你我兩個(gè)人之間對(duì)話一 樣,你的聽力好,我的聲音大,你可以在很遠(yuǎn)的地方聽到我講話的聲音,反之,如果我的聽力 差,你的聲音也不大,我就只能在很近的地方才能聽到你的聲音。因而,前面討論到的網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點(diǎn)處于發(fā)射,移動(dòng)目標(biāo)處于接收,和反過來移動(dòng)目標(biāo)處于發(fā)射,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處于接收是兩個(gè) 完全不同的狀態(tài),它們所涉及到的信號(hào)強(qiáng)度,臨界發(fā)射功率當(dāng)然也就不一樣。除非兩者之間 的發(fā)射功率和接收靈敏度都沒有差別。
定位系統(tǒng) 定位系統(tǒng)是由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),移動(dòng)目標(biāo)以及控制中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所組成。對(duì)于給定 發(fā)射功率的移動(dòng)目標(biāo),網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位半徑,只與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的接收靈敏度,和移動(dòng)目標(biāo)的發(fā) 射功率有關(guān);同樣,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)覆蓋半徑,只與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,和移動(dòng)目標(biāo)的接 收靈敏度有關(guān)。因而,我們可通過調(diào)整移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率,或改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的接收靈敏 度,來改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位半徑的大小;我們也可通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,或改變移動(dòng) 目標(biāo)的接收靈敏度,來改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信號(hào)覆蓋半徑的大小。 移動(dòng)目標(biāo)能否收到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的呼叫信號(hào),取決于移動(dòng)目標(biāo)是否處于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信 號(hào)覆蓋半徑內(nèi);而網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)要能收到移動(dòng)目標(biāo)發(fā)回來的呼叫返還信號(hào),則移動(dòng)目標(biāo)首先要 能接收到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的呼叫信號(hào)。因而,對(duì)于給定的移動(dòng)目標(biāo)而言,這既取決于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的信號(hào)覆蓋半徑的大小,也取決于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位半徑的大小,這就是說,只有移動(dòng)目標(biāo)與 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離,比這兩個(gè)半徑中的任意一個(gè)都要小時(shí),網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)才可能收到移動(dòng)目 標(biāo)發(fā)回來的呼叫回應(yīng)信號(hào)。 這樣,當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)處于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)定位半徑內(nèi),我們通過改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率, 來改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)覆蓋半徑時(shí),從網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能否接收到呼叫回應(yīng)信號(hào)情況的變化,可 以找出發(fā)生這個(gè)變化時(shí)的臨界發(fā)射功率,以及對(duì)應(yīng)的信號(hào)覆蓋半徑,這個(gè)信號(hào)覆蓋半徑就 是移動(dòng)目標(biāo)與對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的距離。 在定位范圍內(nèi)的某些局部地區(qū),環(huán)境條件可能比較復(fù)雜,此時(shí),通過增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的密度,縮小網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的定位半徑,或信號(hào)覆蓋半徑的方法,或采用信號(hào)指紋定位法都可以 達(dá)到提高定位精度的目的。 這里需要注意的是,影響無線通信距離的,除了信號(hào)源的發(fā)射功率和無線接收機(jī) 的接收靈敏度以外,信號(hào)源與無線接收機(jī)的高度位置也有很大的影響。因而,在定位系統(tǒng) 中,應(yīng)注意移動(dòng)目標(biāo)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高度位置,應(yīng)盡可能地保持一致。
無線微功率通信網(wǎng)絡(luò) 我們這里所說的無線微功率通信網(wǎng)絡(luò),是包括Zigbee網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的所有無線微功 率通信網(wǎng)絡(luò)。即這種網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率,原則上都符合國家所規(guī)定的 微功率收發(fā)機(jī)的范圍,只在個(gè)別情況下,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)際需要,可將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功 率適當(dāng)加以提高;其次,這種網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)結(jié)方式可以是有線的,例如大多數(shù)移動(dòng)通 信網(wǎng)基站的聯(lián)結(jié)方式,也可是無線的,例如Zigbee網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)方式。它們具有一般通信網(wǎng) 絡(luò)所具有的,可在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳遞信息的功能,它們可有不同的信息傳輸方式和協(xié)議。需要說明的是,我們這里所描述的定位方法,它也適用于一般的無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),例如現(xiàn)有的移動(dòng)
通信網(wǎng)絡(luò),只不過將它用于無線微功率網(wǎng)絡(luò)時(shí)更加方便簡(jiǎn)單而已。 Zigbee網(wǎng)絡(luò) Zigbee是一種新的無線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn),主要是為工業(yè)和家庭自動(dòng)化為目的而制定 的。特點(diǎn)是低成本,低功耗,低數(shù)據(jù)量和高集成度。它本身是一個(gè)信息傳輸網(wǎng)絡(luò),要將它用 作為一個(gè)定位網(wǎng)絡(luò),我們只需以Zigbee網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的主節(jié)點(diǎn)FFD(全功能裝置)作為定位 系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)RFD(簡(jiǎn)化功能裝置)作為移動(dòng)終端;同時(shí),我們還需要根據(jù) 實(shí)際定位的需要,調(diào)整主節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率,必要時(shí)包括接收靈敏度,以使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 的通信范圍,和定位精度都能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。使用Zigbee網(wǎng)絡(luò)作為定位系統(tǒng),一般 情況下,要求作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的FFD具有固定的位置。
移動(dòng)目標(biāo) 是指由被定位對(duì)象(它可以是人員,車輛或其它能夠移動(dòng)的物體)所攜帶的微功 率收發(fā)機(jī)。 本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其定位方法 本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖l所示。移動(dòng)目標(biāo)M發(fā)射的,包含有移動(dòng)目標(biāo)M身份信息 的定位信號(hào),被某個(gè)或某些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)收到,這個(gè)或這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),再將本身的地址信息,以 及所接受到的移動(dòng)目標(biāo)的身份碼信息,信號(hào)強(qiáng)度信息或發(fā)射功率大小等信息(如果需要的 話),傳送到控制中心,控制中心根據(jù)這些信息以及預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)得到的,儲(chǔ)存在控制 中心計(jì)算機(jī)中的其它相關(guān)資料,以這個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置,或這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置的幾何中心, 或通過前述的定位方法計(jì)算出的位置,作為移動(dòng)目標(biāo)的位置,從而完成對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間,以及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與控制中心之間的通信,可以采用有線
通信,也可以采用無線通信。
實(shí)施例 首先確定需要定位的區(qū)域,定位精度和需要采用的定位方法,再根據(jù)定位方法和 定位精度要求,建立無線微功率通信網(wǎng)絡(luò)(也可利用已有的無線通信網(wǎng)絡(luò)),對(duì)整個(gè)定位區(qū) 域進(jìn)行信號(hào)覆蓋,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是多樣的,星狀,樹狀,網(wǎng)狀等。在特殊情況下, 也可采用間隔式的站點(diǎn)覆蓋,例如公交車輛運(yùn)行的固定線路、煤礦井下坑道中人員定位點(diǎn), 高速公路上的監(jiān)控站點(diǎn)等。每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)應(yīng)建立相應(yīng)的位置標(biāo)識(shí),網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的布置應(yīng)與 具體采用的定位方法相一致。 對(duì)處于網(wǎng)絡(luò)中的所有需要定位的移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)識(shí),并安裝無線微功率收發(fā)機(jī),
一般情況下,用于移動(dòng)目標(biāo)的所有無線微功率收發(fā)機(jī)的設(shè)置應(yīng)該完全一致。 在使用需要信號(hào)強(qiáng)度來定位的方法時(shí),定位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或移動(dòng)目標(biāo)還應(yīng)具備有,接
收信號(hào)強(qiáng)度指示的功能(RSSI)。 在需要使用臨界發(fā)射功率的方法來進(jìn)行定位時(shí),移動(dòng)目標(biāo)或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),應(yīng)具有發(fā) 射功率大小控制分級(jí)的功能。 我們下面分別就前述四種定位方法進(jìn)行具體的描述 1.在對(duì)系統(tǒng)簡(jiǎn)單,精度要求不高的情況下,可以使用幾何中心定位法,來確定移動(dòng) 目標(biāo)的位置 首先建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系
當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)M發(fā)射的定位信號(hào)僅被某一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A收到時(shí),意味著M處于以A為 圓心,半徑為3= (KQ/Tr)"x的范圍內(nèi),如圖5所示。此時(shí),該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A的位置,就是移動(dòng) 目標(biāo)M的位置??梢钥闯?,移動(dòng)目標(biāo)M的發(fā)射功率越小、或網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A的接收靈敏度越低, 則這個(gè)半徑a越小,移動(dòng)目標(biāo)M的實(shí)際位置就越接近網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A,定位精度也就越高。這種 情況同樣適合以接收到定位信號(hào)最強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),作為移動(dòng)目標(biāo)位置的定位方法。
圖6示出了 2個(gè)節(jié)點(diǎn)定位的情況。圖中節(jié)點(diǎn)A和B同時(shí)收到了移動(dòng)目標(biāo)M的定位 信號(hào),或者節(jié)點(diǎn)A、 B上的定位信號(hào)強(qiáng)度大于其它節(jié)點(diǎn)上的定位信號(hào)強(qiáng)度。這時(shí)我們以節(jié)點(diǎn) A、 B的幾何中心——節(jié)點(diǎn)A、 B連線的中點(diǎn)作為移動(dòng)目標(biāo)M位置。 圖7是3個(gè)節(jié)點(diǎn)定位的情況,圖中節(jié)點(diǎn)A、 B、 C同時(shí)都收到了移動(dòng)目標(biāo)M的定位信 號(hào),或者節(jié)點(diǎn)A、B、C上的定位信號(hào)強(qiáng)度大于其他節(jié)點(diǎn)上的定位信號(hào)強(qiáng)度。這時(shí)我們以節(jié)點(diǎn) A、 B、 C的幾何中心——即A ABC三條中線的交點(diǎn)作為移動(dòng)目標(biāo)M的位置。
利用這個(gè)方法,我們可以很容易地利用現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),來確定移動(dòng)終端自 身的位置,我們只要在現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)中增加一個(gè)功能,即當(dāng)移動(dòng)用戶需要知道自身的 大概位置時(shí),通過手機(jī)位置按鍵,向?qū)?yīng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)出提供位置信息請(qǐng)求時(shí),附近的 基站將通過短信,回應(yīng)一個(gè)該基站的具體位置信息,(例如,"你現(xiàn)在的位置是xx區(qū),xx標(biāo) 志性建筑物附近等,.....)則手機(jī)用戶就可以將這個(gè)位置當(dāng)作自己的位置,如果附近有幾 個(gè)基站可以與之通信,我們就可以得到附近幾個(gè)基站的位置信息,利用上面我們所講的定 位方法,手機(jī)用戶就可以比較清楚地知道自己的位置了。由于一般小靈通基站之間的距離 比較近,因而,這種方法對(duì)于小靈通系統(tǒng)而言,所得到的位置信息應(yīng)該有一定的實(shí)用價(jià)值。
2.在傳輸環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單的定位區(qū)域,當(dāng)我們對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的定位精度有更高的要求 時(shí),我們可以使用信號(hào)強(qiáng)度法或搜尋法使用這個(gè)方法時(shí),需要預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單實(shí)測(cè),建 立起定位區(qū)域內(nèi),信號(hào)強(qiáng)度與離開信號(hào)源距離的關(guān)系,或臨界發(fā)射功率與接收距離的關(guān)系, 或找出前述計(jì)算公式中K和x的值。在實(shí)際應(yīng)用中,除個(gè)別射頻信號(hào)傳輸環(huán)境比較特殊的 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)外,我們可以將一個(gè)具有代表性網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)測(cè)結(jié)果,用于定位區(qū)域內(nèi)的其它網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)。利用這個(gè)實(shí)測(cè)結(jié)果關(guān)系,控制中心便可以利用前述的信號(hào)強(qiáng)度法,或搜尋法來計(jì)算 移動(dòng)目標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離了 。 信號(hào)強(qiáng)度法根據(jù)某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所接收到的來自移動(dòng)目標(biāo)的信號(hào)強(qiáng)度,或移動(dòng) 目標(biāo)所接收到的來自該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)強(qiáng)度,利用預(yù)先經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)建立起來的,接收信 號(hào)強(qiáng)度與到對(duì)應(yīng)的信號(hào)源距離的關(guān)系,就可以計(jì)算出該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的移動(dòng)目標(biāo)之間的 實(shí)際距離。采用同樣的方式,我們可以分別計(jì)算出同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)到不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的 距離,再利用這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)本身的位置坐標(biāo),計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)的位置坐標(biāo)。(圖8)
搜尋法,這種方法又分兩種情況 1)通過改變網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率來定位某個(gè)移動(dòng)目標(biāo)處于定位區(qū)域內(nèi)的某個(gè) 位置,在該移動(dòng)目標(biāo)的周圍,存在n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(圖10),這n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都能接收到移動(dòng)目 標(biāo)發(fā)來的信號(hào),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)呼叫該移動(dòng)目標(biāo)時(shí),只要該移動(dòng)目標(biāo)能夠接收到來自網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的呼 叫信號(hào),這n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一定能接收到該移動(dòng)目標(biāo)的回應(yīng)信號(hào)。它們與移動(dòng)目標(biāo)的距離分 別為,Ll, < L2, < L3, . . . < Ln(第n網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的距離Ln最遠(yuǎn))。假定這些網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用相同的某個(gè)發(fā)射功率呼叫移動(dòng)目標(biāo)時(shí),移動(dòng)目標(biāo)都可以接收到來自所有這n個(gè) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的呼叫信號(hào),但隨著這這個(gè)呼叫發(fā)射功率的逐步降低,移動(dòng)目標(biāo)所接收到來自這n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的呼叫信號(hào)將變得越來越弱,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率剛剛低于Pn時(shí),移動(dòng)目標(biāo) 將首先接收不到來自第n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的呼叫信號(hào),第n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自然也就收不到來自移 動(dòng)目標(biāo)的回應(yīng)信號(hào)。此時(shí),Pn就是第n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于該移動(dòng)目標(biāo)的臨界發(fā)射功率,Ln 就是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用Pn發(fā)射功率時(shí),移動(dòng)目標(biāo)能夠接收到第n個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)時(shí)的最遠(yuǎn)距離,它 也是第n個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在發(fā)射功率為Pn時(shí),對(duì)應(yīng)于該移動(dòng)目標(biāo)的信號(hào)覆蓋半徑。利用預(yù)先經(jīng) 過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)建立起來的,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的臨界發(fā)射功率與到移動(dòng)目標(biāo)距離的關(guān)系,我們很容易 計(jì)算得出移動(dòng)目標(biāo)到該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際距離。 隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率進(jìn)一步的降低,移動(dòng)目標(biāo)將逐次收不到來自第n-l, n-2, . . . . 3, 2, 1個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào),同樣這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),也就逐次接收不到移動(dòng)目標(biāo)的回 應(yīng)信號(hào)。這樣,我們將依次得到對(duì)應(yīng)的第n, n-l, ..... 3, 2, 1個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的臨界發(fā)射功率,
Pn-l,.....P3, P2, Pl,和計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的距離。同樣,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從最
小的發(fā)射功率開始,逐步增大時(shí),我們可以得到相同的結(jié)果,只不過此時(shí),整個(gè)過程的方向 完全相反而已,即這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),將從離開移動(dòng)目標(biāo)最近的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)開始,逐次開始接收到 移動(dòng)目標(biāo)發(fā)來的回應(yīng)信號(hào)。在實(shí)際定位時(shí),我們往往只需要確定移動(dòng)目標(biāo)到最近的l-3個(gè) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的距離,就足以滿足實(shí)際定位的要求了,例如城市公交線路上的公交車輛定位,和 煤礦井下坑道中的人員定位等。 2)通過改變移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率來定位某個(gè)移動(dòng)目標(biāo)處于定位區(qū)域內(nèi)的某 個(gè)位置,在該移動(dòng)目標(biāo)的周圍,有m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(圖ll),與它的距離分別為,H1,<H2, <H3,... 〈Hm(第m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的距離Hm最遠(yuǎn)。當(dāng)移動(dòng)目標(biāo)采用最大功率發(fā) 射時(shí),這m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都能收到移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)來的信號(hào)。假如我們將移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率 從大到小逐次降低,這m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所接收到來自移動(dòng)目標(biāo)的信號(hào)將變得越來越弱。當(dāng)移 動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率剛剛小于Qm時(shí),離開移動(dòng)目標(biāo)最遠(yuǎn)的第m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將首先接收不到來 自該移動(dòng)目標(biāo)的信號(hào)。此時(shí),Qm就是該移動(dòng)目標(biāo)對(duì)應(yīng)于第m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的臨界發(fā)射功率, Hm就是移動(dòng)目標(biāo)在發(fā)射功率為Qm時(shí),第m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠接收到該移動(dòng)目標(biāo)信號(hào)的最遠(yuǎn)距 離,也是移動(dòng)目標(biāo)在發(fā)射功率為Qm時(shí),對(duì)應(yīng)于第m個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)覆蓋半徑。利用預(yù)先 經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)建立起來的,移動(dòng)目標(biāo)的臨界發(fā)射功率與到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)距離的關(guān)系,我 們很容易計(jì)算得出移動(dòng)目標(biāo)到該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際距離。 隨著移動(dòng)目標(biāo)發(fā)射功率進(jìn)一步的降低,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將從遠(yuǎn)到近逐個(gè)收不到來自移動(dòng) 目標(biāo)的信號(hào),這樣,我們將依次得到對(duì)應(yīng)于不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)Hm-l,……H3, H2, HI的臨界發(fā)射
功率Qm-l,.....Q3, Q2, Ql,和計(jì)算出移動(dòng)目標(biāo)到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的距離。同樣,當(dāng)我們從最
小的發(fā)射功率開始,逐步增大發(fā)射功率時(shí),我們可以得到相同的結(jié)果,只不過此時(shí),整個(gè)過 程方向完全相反而已,即這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),將從離開移動(dòng)目標(biāo)最近的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)開始,逐次開始 接收到移動(dòng)目標(biāo)發(fā)來的信號(hào)。和前面所討論的一樣,在實(shí)際定位時(shí),我們往往只需要確定離 移動(dòng)目標(biāo)最近的,l-3個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到移動(dòng)目標(biāo)的距離,就足以滿足實(shí)際定位的需要了。
這里還有一種應(yīng)用情況,在這種情況下,我們僅僅需要讓移動(dòng)目標(biāo)自己知道自身 所處的位置就行了。此時(shí),我們可以通過改變移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率,向周圍的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)出 呼叫信號(hào),并要求網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)給以回應(yīng)。例如,處于無線通信網(wǎng)絡(luò)(小靈通,WLAN, Zigbee等 網(wǎng)絡(luò))信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)的移動(dòng)通信終端,向周圍的基站發(fā)出呼叫信號(hào),并請(qǐng)求給以回應(yīng)。此 時(shí),如果,移動(dòng)目標(biāo)自身要能接收到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的回應(yīng)信號(hào),則網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)首先必須要接收到移動(dòng)目標(biāo)的呼叫信號(hào),因而,通過從大到小或從小到大地改變移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率,我們可以 很容易的得到,對(duì)應(yīng)于不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)目標(biāo)的臨界發(fā)射功率,再利用這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的 實(shí)際位置,從而得到移動(dòng)目標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的實(shí)際距離(無線通信網(wǎng)絡(luò)基站和移動(dòng)終端 的距離)。在實(shí)際定位時(shí),我們往往只需要知道1-3個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到移動(dòng)目標(biāo)的距離,就足以 滿足實(shí)際定位的需要了。顯然,離移動(dòng)目標(biāo)最近的l-3個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),無疑是最好的選擇。如 果我們可以在以上各種無線通信網(wǎng)絡(luò)的基站中,增加專門用于定位的,回應(yīng)移動(dòng)終端呼叫 等相關(guān)的功能,我們就可以很容易實(shí)現(xiàn)利用以上各種無線通信網(wǎng)絡(luò),來確定移動(dòng)終端自身 位置的目的。 3.在定位區(qū)域環(huán)境十分復(fù)雜,而定位精度要求又很高的應(yīng)用場(chǎng)合,我們可以采用 信號(hào)指紋定位法信號(hào)指紋定位法包括信號(hào)強(qiáng)度指紋定位法,和臨界發(fā)射功率指紋定位法, 信號(hào)指紋定位法并不依賴于接收信號(hào)強(qiáng)度,與信號(hào)源的發(fā)射功率,或接收距離之間的普遍 規(guī)律,例如前述的計(jì)算公式,而是依賴于該定位區(qū)域內(nèi),處在某個(gè)具體位置的信號(hào)源的發(fā)射 功率,與區(qū)域內(nèi)不同位置處的信號(hào)強(qiáng)度之間所存在的,完全依賴于該區(qū)域內(nèi)特定環(huán)境條件 的特殊關(guān)系。 具體做法是建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系,在需要定位的區(qū)域內(nèi),對(duì)于移 動(dòng)目標(biāo)在定位區(qū)域內(nèi)的每一個(gè)位置,通過在與移動(dòng)目標(biāo)相鄰的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上,同時(shí)測(cè)量 一組信號(hào)強(qiáng)度值,或與該位置對(duì)應(yīng)的一組臨界發(fā)射功率值,或?qū)?yīng)于這些不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),該 移動(dòng)目標(biāo)的一組臨界發(fā)射功率值,建立起移動(dòng)目標(biāo)在定位區(qū)域內(nèi)每一個(gè)具體位置,與所采 用的不同信號(hào)指紋定位方法相應(yīng)的,信號(hào)指紋特征數(shù)據(jù)庫。 信號(hào)強(qiáng)度指紋定位法建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系,利用在J個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)上,同時(shí)接收到來自同一個(gè)移動(dòng)目標(biāo)的不同的信號(hào)強(qiáng)度,共同形成的信號(hào)強(qiáng)度指紋特征, 和數(shù)據(jù)庫中預(yù)先儲(chǔ)存的不同信號(hào)強(qiáng)度指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)的不同具體位置的一一對(duì)應(yīng)關(guān) 系,來確定移動(dòng)目標(biāo)的位置,其中1。 臨界發(fā)射功率指紋定位法建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系,利用在Q個(gè)網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點(diǎn)上測(cè)得的,對(duì)應(yīng)于移動(dòng)目標(biāo)某個(gè)具體位置的一組臨界發(fā)射功率值(或移動(dòng)目標(biāo)相對(duì) 于這Q個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的一組臨界發(fā)射功率值),共同形成的臨界發(fā)射功率指紋特征,和數(shù)據(jù)庫 中預(yù)先儲(chǔ)存的不同臨界發(fā)射功率指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)不同具體位置的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,來 確定移動(dòng)目標(biāo)的具體位置,其中Q^ 1。
本發(fā)明定位系統(tǒng)的組成和各部分功能 本發(fā)明定位系統(tǒng),由具有固定標(biāo)識(shí)位置的無線微功率收發(fā)機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),安 裝有無線微功率收發(fā)機(jī)的移動(dòng)目標(biāo),控制中心計(jì)算機(jī),以及網(wǎng)絡(luò)管理軟件組成。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與 移動(dòng)目標(biāo)之間,可以進(jìn)行無線通信。例如,移動(dòng)目標(biāo)可以向網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)射帶有自身標(biāo)識(shí)碼的 定位信號(hào),也可接收來自網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的其它信號(hào);網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)目標(biāo),可以是只具有單一發(fā) 射功能的無線微功率發(fā)射機(jī),或只具有單一接收功能的無線微功率接收機(jī),它們可以具有 接收信號(hào)強(qiáng)度顯示功能,或發(fā)射功率控制功能,具體的功能要求,取決于所采用的具體定位 方法。 所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都通過有線或無線的通信方式與控制中心計(jì)算機(jī)相聯(lián)接。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 在定位系統(tǒng)中既是一個(gè)位置參照點(diǎn),也是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的中繼站點(diǎn)。 所述網(wǎng)絡(luò)管理軟件,用于管理移動(dòng)目標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間,以及它們與控制中心計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸; 所述控制中心計(jì)算機(jī)用于運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)管理軟件,和相關(guān)定位信號(hào)的處理。 本發(fā)明的定位系統(tǒng)可同時(shí)具有對(duì)移動(dòng)目標(biāo)定位,和將移動(dòng)目標(biāo)位置信息,和其它
控制管理信息在整個(gè)微功率通信網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸?shù)墓δ堋?本定位系統(tǒng)的優(yōu)越性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,技術(shù)成熟,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。構(gòu)成本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的市場(chǎng)售價(jià)不超過 600元,移動(dòng)目標(biāo)的市場(chǎng)售價(jià)不超過人民幣100元,(而現(xiàn)有一個(gè)移動(dòng)通信基站的造價(jià)一般 都在百萬元左右);網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率可從0.01毫瓦,到IOO毫瓦或更大,定 位精度可從幾米到幾百米。 由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)成本低廉,本定位系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間距可以做得很密,甚至可以做到 每個(gè)房間一個(gè)節(jié)點(diǎn),這樣,就將現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)必須要面對(duì)的,大覆蓋范圍內(nèi)的復(fù)雜不均 勻信號(hào)傳輸環(huán)境,變?yōu)樾「采w范圍內(nèi)相對(duì)簡(jiǎn)單均勻的環(huán)境,同時(shí)大大提高了定位精度。
本定位系統(tǒng)模塊集成度高,工作可靠,體積小,耗電量小,安裝靈活,維護(hù)方便。另 外,它還可以直接嵌入到設(shè)備系統(tǒng)中,因而使用十分方便。 本定位系統(tǒng),將現(xiàn)有GPS定位監(jiān)控系統(tǒng)所包括的定位部分(GPS),和信號(hào)傳輸部分 (現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò))兩者合而為一,從而大大降低了定位系統(tǒng)建設(shè)成本和運(yùn)營成本。因而 本發(fā)明能以極低的成本,有效地解決城市以及其它諸多領(lǐng)域中,許多急待解決的實(shí)際定位 問題(例如公交車輛定位,煤礦井下人員定位等)。
應(yīng)用實(shí)例說明 我們以城市中一條公交線路的智能化為例來加以說明 在整個(gè)公交線路沿線的每一個(gè)十字路口中央的紅綠燈桿上,或其它電桿上,以及 公交線路的終點(diǎn)站,設(shè)置一個(gè)具有遠(yuǎn)距離(1500米左右)無線通信能力的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(固定 位置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)),在保證相鄰兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的距離不大于600-800米的前提下,對(duì)于那 些公交線路不拐彎,同時(shí)彼此相距又太近十字路口,可以不設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。同時(shí),在每一輛 公交車上,也安裝一個(gè)同樣的無線微功率收發(fā)機(jī)(移動(dòng)目標(biāo)),在每一個(gè)公交車站上,安裝 一個(gè)近距離(30米左右)站臺(tái)通信模塊,站臺(tái)通信模塊通過有線的方式,與站臺(tái)顯示設(shè)備相 聯(lián)接,通過無線的方式與移動(dòng)目標(biāo),以及固定位置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相連。固定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間可以通 過有線或無線的方式進(jìn)行通信,使用無線方式時(shí),可以使用Zigbee網(wǎng)絡(luò)通信管理軟件進(jìn)行 管理。這里需要說明的是由于站臺(tái)近距離通信模塊,與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的差別,主要是發(fā)射 功率的差別,因而,站臺(tái)通信模塊可以收到來自遠(yuǎn)處的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),或移動(dòng)目標(biāo)(公交車)發(fā) 來的信號(hào),而移動(dòng)目標(biāo)只有在離開車站30米距離以內(nèi),才可以收到站臺(tái)通信模塊發(fā)來的信 號(hào)。 當(dāng)公交車??磕硞€(gè)公交站臺(tái)時(shí),移動(dòng)目標(biāo)將收到該站臺(tái)通信模塊發(fā)來的該站臺(tái)的 編碼信號(hào),并記錄??吭撜九_(tái)的時(shí)間,并通過安裝在十字路口的固定位置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),將這些 信息,必要時(shí)包括上下車人數(shù)的信息,傳往控制中心,以及前方站臺(tái)。當(dāng)公交車行駛在兩個(gè) 設(shè)置了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的十字路口之間時(shí),這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將接收到來自公交車的信號(hào),以及對(duì) 應(yīng)的信號(hào)強(qiáng)度指示,利用事先在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到的,公交車位置與這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所接收到 的信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系,我們可以很容易得到公交車在這兩個(gè)十字路口之間的具體位置,然后 通過網(wǎng)絡(luò)傳給車輛即將到達(dá)的前方各車站。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)效驗(yàn)為了避免可能出現(xiàn)的差錯(cuò),在正式起用定位系統(tǒng)前,還需要實(shí)際駕 駛車輛,沿公交車輛的實(shí)際運(yùn)行線路,進(jìn)行實(shí)際位置與信號(hào)強(qiáng)度,或臨界發(fā)射功率關(guān)系的測(cè) 系統(tǒng)的優(yōu)化,在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的布置中,在保證傳輸網(wǎng)絡(luò)通信可靠,定位系統(tǒng)簡(jiǎn)單準(zhǔn)確 的情況下,根據(jù)具體環(huán)境條件,完全可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行增減,位置進(jìn)行調(diào)整,以達(dá) 到最佳效果。 本案例中,無線發(fā)射機(jī)使用的頻段為2.4Ghz的免費(fèi)頻段,采用直序擴(kuò)頻通信方 式,全向發(fā)射天線。 經(jīng)濟(jì)成本核算假如這條線路上有20輛公交車,雙向50個(gè)車站,連同線路網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)在內(nèi),一共需要100個(gè)左右的無線微功率收發(fā)機(jī)。加上計(jì)算機(jī)系統(tǒng),軟件等,整個(gè)定位系 統(tǒng)的成本不超過20萬元。相比現(xiàn)有用于智能公交的GPS定位系統(tǒng),本定位系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用 上,更加可靠和切實(shí)可行;在經(jīng)濟(jì)上,不僅大大降低了系統(tǒng)的硬件和安裝成本,而且,由于不 需要使用現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò),因而避免了現(xiàn)有GPS定位系統(tǒng)每月要交納的網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)。
權(quán)利要求
一種無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位方法,用于無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng),其特征在于,所述方法包括如下步驟a.建立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo)的通信聯(lián)系;b.通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),建立定位區(qū)域內(nèi),對(duì)應(yīng)于Q個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的,移動(dòng)目標(biāo)的Q個(gè)臨界發(fā)射功率值所組成的不同指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)在定位區(qū)域內(nèi)不同位置的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;c.通過改變移動(dòng)目標(biāo)的發(fā)射功率,找出對(duì)應(yīng)于這Q個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的,移動(dòng)目標(biāo)不同臨界發(fā)射功率值共同組成的指紋特征,再根據(jù)數(shù)據(jù)庫中預(yù)先通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)儲(chǔ)存的,對(duì)應(yīng)于這Q個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),移動(dòng)目標(biāo)的臨界發(fā)射功率指紋特征,與移動(dòng)目標(biāo)在定位區(qū)域內(nèi)不同位置的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,來確定移動(dòng)目標(biāo)的位置,此時(shí)Q≥1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位方法,其特征在于,所述無線微功率網(wǎng) 絡(luò)定位系統(tǒng)包括具有固定位置的無線微功率收發(fā)機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),與所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相連 的控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng),安裝有無線微功率收發(fā)機(jī)的移動(dòng)目標(biāo),所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)目標(biāo) 之間通過無線通信方式連接,所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間,通過無線或有線 通信的方式進(jìn)行連接;所述控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的地址,移動(dòng)目標(biāo)的身份 碼識(shí)別信息,以及與移動(dòng)目標(biāo)定位有關(guān)的其它信息和網(wǎng)絡(luò)管理軟件;所述無線微功率收發(fā) 機(jī)是由具有單一接收,或單一發(fā)射功能,或接收和發(fā)射功能同時(shí)兼?zhèn)涞母叨燃傻膯涡酒?收發(fā)機(jī)構(gòu)成;所述網(wǎng)絡(luò)既是一個(gè)定位網(wǎng)絡(luò),又是一個(gè)信息傳輸網(wǎng)絡(luò),移動(dòng)目標(biāo)通過這個(gè)網(wǎng)絡(luò) 就可以直接與控制中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位方法,其特征在于,所述無線微功率網(wǎng) 絡(luò)定位系統(tǒng)中所有無線微功率收發(fā)機(jī)的發(fā)射功率,在國際通用的2. 4G ISM免費(fèi)頻段上,不 大于lOOmW,在其他頻段上,除滿足國家對(duì)相關(guān)頻段上的功率使用限制,不超過1W。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位方法,其特征在于,所述無線微功率 收發(fā)機(jī)所使用的頻率,是國際通用的2.4G ISM免費(fèi)頻段,并采用了直序擴(kuò)頻通信技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及定位技術(shù),特別涉及無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)及其定位方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,投資大,運(yùn)營費(fèi)用高,不能在城市等復(fù)雜環(huán)境條件下,滿足許多實(shí)際應(yīng)用需要的缺點(diǎn),公開了一種無線微功率網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)及其定位方法。本發(fā)明以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置為參考,根據(jù)定位區(qū)域內(nèi)信號(hào)源,接收機(jī),發(fā)射功率和信號(hào)強(qiáng)度之間的普遍關(guān)系,和依賴于環(huán)境特征的特定關(guān)系,來確定移動(dòng)目標(biāo)的位置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,技術(shù)成熟,不需要復(fù)雜的測(cè)量和計(jì)算,也可不需要電子地圖,就能滿足實(shí)際定位需要;本系統(tǒng)既是一個(gè)定位網(wǎng)絡(luò),又是一個(gè)可傳輸位置信息和控制信息的通信網(wǎng)絡(luò),不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu),方便了使用,而且大大降低了運(yùn)營成本。
文檔編號(hào)H04W24/08GK101795467SQ200910259930
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2006年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月2日
發(fā)明者孫長(zhǎng)征, 廖應(yīng)成 申請(qǐng)人:西安西谷微功率數(shù)據(jù)技術(shù)有限責(zé)任公司
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1