專利名稱：一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位方法，尤其涉及一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的定位方法必須基于一個精確的衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)(如全球定位系統(tǒng))或一個超寬帶系統(tǒng)(如無線個人局域網(wǎng))。全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)通過測量4個以上衛(wèi)星發(fā)送的信號到達(dá)本地的時間差來實(shí)現(xiàn)定位?；跓o線個人局域網(wǎng)(Wireless Personal Area Network,WPAN)的定位方法通過脈沖序列得到無線信號的傳播時間，從而計算出兩點(diǎn)之間的距離來實(shí)現(xiàn)定位?，F(xiàn)有技術(shù)的定位方法存在以下不足:(1)基于衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)的定位方法需要接收衛(wèi)星信號，其室內(nèi)應(yīng)用受到限制；(2)超寬帶系統(tǒng)的信號覆蓋范圍很小，其無線傳輸距離僅有幾米，因此基于超寬帶系統(tǒng)的定位方法無法滿足大多數(shù)應(yīng)用的需要。在實(shí)際應(yīng)用中，需要一種在一定空間范圍內(nèi)獲得定位信息并成本較低的方法，例如可以在大型商場或超市中獲得人或者商品的定位信息。無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks, WLAN)的信號覆蓋范圍大于無線個人局域網(wǎng)，其信號傳輸距離能達(dá)到幾百米，并且，無線局域網(wǎng)目前已得到廣泛應(yīng)用。例如無線保真(Wireless Fidelity, WiFi)作為目前無線局域網(wǎng)的熱門技術(shù),在大中城市中已經(jīng)廣泛設(shè)置WiFi無線熱點(diǎn)構(gòu)建無線局域網(wǎng)，并且各種手持電子設(shè)備如筆記本電腦、手機(jī)、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)、手持游戲機(jī)等都設(shè)置有符合無線局域網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)例如通用的IEEE802.11a/b/g/n/p標(biāo)準(zhǔn)及其后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的WiFi模塊，可以通過無線局域網(wǎng)進(jìn)行無線通訊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法，能夠在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)，利用位置已知的無線通訊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對位置未知的無線通訊設(shè)備的定位，定位準(zhǔn)確，成本低廉。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述方法包含以下步驟:
步驟1，在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，設(shè)置位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A、一個或多個位置已知的監(jiān)聽設(shè)備B，并設(shè)置與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)算模塊C ;無線收發(fā)設(shè)備A向各監(jiān)聽設(shè)備B發(fā)出測量指令；
步驟2，無線收發(fā)設(shè)備A向被定位設(shè)備X發(fā)出一個數(shù)據(jù)包M，此時無線收發(fā)設(shè)備A開始計時；
步驟3，各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收數(shù)據(jù)包M，并各自立即開始計時；
步驟4，被定位設(shè)備X接收到無線收發(fā)設(shè)備A發(fā)出的數(shù)據(jù)包M后返回一個數(shù)據(jù)包N ；步驟5，無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收被定位設(shè)備X返回的數(shù)據(jù)包N，并各自立即結(jié)束計時，各計時數(shù)據(jù)即為無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B接收到數(shù)據(jù)包M和數(shù)據(jù)包N的時間間隔； 步驟6，運(yùn)算模塊C接收無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B的計時數(shù)據(jù)以及無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B的位置數(shù)據(jù)后，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到被定位設(shè)備X的位置。上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述步驟2與步驟4可互換進(jìn)行，先進(jìn)行步驟4由被定位設(shè)備X向無線收發(fā)設(shè)備A發(fā)出數(shù)據(jù)包M，然后完成步驟3后，再進(jìn)行步驟2由無線收發(fā)設(shè)備A接收數(shù)據(jù)包M后返回數(shù)據(jù)包N。上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中，當(dāng)所述運(yùn)算模塊C設(shè)置在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的無線收發(fā)設(shè)備，或者是設(shè)置在無線收發(fā)設(shè)備A或監(jiān)聽設(shè)備B中的硬件模塊或軟件模塊；當(dāng)所述運(yùn)算模塊C不在該定位方法使用的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的設(shè)備，或者是設(shè)置在遠(yuǎn)程計算機(jī)中的硬件模塊或軟件模塊。上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B和運(yùn)算模塊C通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述定位方法對被定位設(shè)備X進(jìn)行一維、二維或三維定位。一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述方法包含以下步驟:
步驟1，在由無線接入設(shè)備P構(gòu)建的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，設(shè)置位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A、一個或多個位置已知的監(jiān)聽設(shè)備B，并設(shè)置與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)算模塊C ;無線收發(fā)設(shè)備A向各監(jiān)聽設(shè)備B發(fā)出測量指令；
步驟2，無線接入設(shè)備P向被定位設(shè)備X發(fā)出一個數(shù)據(jù)包M ;無線收發(fā)設(shè)備A接收數(shù)據(jù)包M，并立即開始計時；
步驟3，各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收數(shù)據(jù)包M，并各自立即開始計時；
步驟4，被定位設(shè)備X接收到無線接入設(shè)備P發(fā)出的數(shù)據(jù)包M后返回一個數(shù)據(jù)包N ；步驟5，無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收被定位設(shè)備X返回的數(shù)據(jù)包N，并各自立即結(jié)束計時，各計時數(shù)據(jù)即為無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B接收到數(shù)據(jù)包M和數(shù)據(jù)包N的時間間隔；
步驟6，運(yùn)算模塊C接收無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B的計時數(shù)據(jù)以及無線接入設(shè)備P、無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B的位置數(shù)據(jù)后，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到被定位設(shè)備X的位置。 上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述步驟2與步驟4可互換進(jìn)行，先進(jìn)行步驟4由被定位設(shè)備X向無線接入設(shè)備P發(fā)出數(shù)據(jù)包M，然后完成步驟3后，再進(jìn)行步驟2由無線接入設(shè)備P接收數(shù)據(jù)包M后返回數(shù)據(jù)包N。上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中，當(dāng)所述運(yùn)算模塊C設(shè)置在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的無線收發(fā)設(shè)備，或者是設(shè)置在無線收發(fā)設(shè)備A或監(jiān)聽設(shè)備B中的硬件模塊或軟件模塊；當(dāng)所述運(yùn)算模塊C不在該定位方法使用的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的設(shè)備，或者是設(shè)置在遠(yuǎn)程計算機(jī)中的硬件模塊或軟件模塊。上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B和運(yùn)算模塊C通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。上述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其中所述定位方法對被定位設(shè)備X進(jìn)行一維、二維或三維定位。本發(fā)明具有以下積極效果:
本發(fā)明由于在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，通過無線收發(fā)設(shè)備A或無線接入設(shè)備P向被定位設(shè)備X發(fā)一個數(shù)據(jù)包M，被定位設(shè)備X返回一個數(shù)據(jù)包N，無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B分別測量從收到數(shù)據(jù)包M到收到數(shù)據(jù)包N的時間間隔，運(yùn)算模塊C利用測量得到的這些時間間隔來計算得到被定位設(shè)備X的位置，利用了位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A和位置已知的各監(jiān)聽設(shè)備B的位置數(shù)據(jù)，計算得到位置未知的被定位設(shè)備X的位置，因此定位準(zhǔn)確。本發(fā)明定位方法由于使用的無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B、被定位設(shè)備X、無線接入設(shè)備P均為已廣泛應(yīng)用的符合無線局域網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的無線通訊設(shè)備，例如各種符合通用的IEEE802.11 a/b/g/n/p標(biāo)準(zhǔn)及其后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的包含有WiFi模塊的手持設(shè)備，因此應(yīng)用本發(fā)明定位方法成本低廉。


圖1為本發(fā)明一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法實(shí)施例之一的流程 圖2為本發(fā)明一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法實(shí)施例之一的示意 圖3為本發(fā)明一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法實(shí)施例之二的流程 圖4為本發(fā)明一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法實(shí)施例之二的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的二維平面定位的具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。本發(fā)明一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法，在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，使用位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A、一個或多個位置已知的監(jiān)聽設(shè)備B，并設(shè)置與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)算模塊C，對位置未知的被定位設(shè)備X進(jìn)行定位。無線局域網(wǎng)由市售的作為無線訪問接入點(diǎn)(Wireless Access Point, AP)的無線接入設(shè)備P構(gòu)建,無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B可使用市售的符合無線局域網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的無線收發(fā)設(shè)備。運(yùn)算模塊C可以設(shè)置在本發(fā)明定位方法使用的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，其可以是一個獨(dú)立的無線收發(fā)設(shè)備，也可以是設(shè)置在無線收發(fā)設(shè)備A或監(jiān)聽設(shè)備B中的硬件模塊或軟件模塊；運(yùn)算模塊C也可以設(shè)置在本發(fā)明定位方法使用的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域外，其可以是一個獨(dú)立的設(shè)備，也可以是設(shè)置在與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程計算機(jī)中的硬件模塊或軟件模塊，由遠(yuǎn)程計算機(jī)收集數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。被定位設(shè)備X為符合無線局域網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的無線收發(fā)設(shè)備。本發(fā)明在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)，無線收發(fā)設(shè)備A或無線接入設(shè)備P向被定位設(shè)備X發(fā)出一個數(shù)據(jù)包M，無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B分別開始計時，被定位設(shè)備X接收到數(shù)據(jù)包M后返回一個數(shù)據(jù)包N，無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B分別結(jié)束計時，從而分別獲得無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B從收到數(shù)據(jù)包M到收到數(shù)據(jù)包N的時間間隔，運(yùn)算模塊C接收這些時間間隔計時數(shù)據(jù)和各個位置已知的設(shè)備的位置數(shù)據(jù)來計算得到被定位設(shè)備X的位置。本發(fā)明有兩種實(shí)施例。
參閱附圖1和附圖2所示，其中第一種實(shí)施例的定位過程包含以下步驟:
步驟1，在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，設(shè)置位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A、一個或多個位置已知的監(jiān)聽設(shè)備B，并在該無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)或區(qū)域外設(shè)置與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)算模塊C。無線收發(fā)設(shè)備A向各監(jiān)聽設(shè)備B發(fā)出測量指令。在本實(shí)施例一中，設(shè)置2個監(jiān)聽設(shè)備B,分別為監(jiān)聽設(shè)備BI和監(jiān)聽設(shè)備B2。步驟2，無線收發(fā)設(shè)備A向被定位設(shè)備X發(fā)出一個已知內(nèi)容的數(shù)據(jù)包M，此時無線收發(fā)設(shè)備A開始計時。步驟3，在無線收發(fā)設(shè)備A發(fā)出數(shù)據(jù)包M之后，分別經(jīng)過
權(quán)利要求
1.一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟: 步驟1，在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，設(shè)置位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A、一個或多個位置已知的監(jiān)聽設(shè)備B，并設(shè)置與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)算模塊C ;無線收發(fā)設(shè)備A向各監(jiān)聽設(shè)備B發(fā)出測量指令； 步驟2，無線收發(fā)設(shè)備A向被定位設(shè)備X發(fā)出一個數(shù)據(jù)包M，此時無線收發(fā)設(shè)備A開始計時； 步驟3，各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收數(shù)據(jù)包M，并各自立即開始計時； 步驟4，被定位設(shè)備X接收到無線收發(fā)設(shè)備A發(fā)出的數(shù)據(jù)包M后返回一個數(shù)據(jù)包N ；步驟5，無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收被定位設(shè)備X返回的數(shù)據(jù)包N，并各自立即結(jié)束計時，各計時數(shù)據(jù)即為無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B接收到數(shù)據(jù)包M和數(shù)據(jù)包N的時間間隔； 步驟6，運(yùn)算模塊C接收無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B的計時數(shù)據(jù)以及無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B的位置數(shù)據(jù)后，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到被定位設(shè)備X的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述步驟2與步驟4可互換進(jìn)行，先進(jìn)行步驟4由被定位設(shè)備X向無線收發(fā)設(shè)備A發(fā)出數(shù)據(jù)包M，然后完成步驟3后，再進(jìn)行步驟2由無線收發(fā)設(shè)備A接收數(shù)據(jù)包M后返回數(shù)據(jù)包N。
3.如權(quán)利要求1所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，當(dāng)所述運(yùn)算模塊C設(shè)置在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的無線收發(fā)設(shè)備，或者是設(shè)置在無線收發(fā)設(shè)備A或監(jiān)聽設(shè)備B中的硬件模塊或軟件模塊；當(dāng)所述運(yùn)算模塊C不在該定位方法使用的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的設(shè)備，或者是設(shè)置在遠(yuǎn)程計算機(jī)中的硬件模塊或軟件模塊。`
4.如權(quán)利要求1所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B和運(yùn)算模塊C通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。
5.如權(quán)利要求1所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述定位方法對被定位設(shè)備X進(jìn)行一維、二維或三維定位。
6.一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟: 步驟1，在由無線接入設(shè)備P構(gòu)建的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，設(shè)置位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A、一個或多個位置已知的監(jiān)聽設(shè)備B，并設(shè)置與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)算模塊C ;無線收發(fā)設(shè)備A向各監(jiān)聽設(shè)備B發(fā)出測量指令； 步驟2，無線接入設(shè)備P向被定位設(shè)備X發(fā)出一個數(shù)據(jù)包M ;無線收發(fā)設(shè)備A接收數(shù)據(jù)包M，并立即開始計時； 步驟3，各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收數(shù)據(jù)包M，并各自立即開始計時； 步驟4，被定位設(shè)備X接收到無線接入設(shè)備P發(fā)出的數(shù)據(jù)包M后返回一個數(shù)據(jù)包N ；步驟5，無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B各自接收被定位設(shè)備X返回的數(shù)據(jù)包N，并各自立即結(jié)束計時，各計時數(shù)據(jù)即為無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B接收到數(shù)據(jù)包M和數(shù)據(jù)包N的時間間隔； 步驟6，運(yùn)算模塊C接收無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B的計時數(shù)據(jù)以及無線接入設(shè)備P、無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B的位置數(shù)據(jù)后，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算得到被定位設(shè)備X的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述步驟2與步驟4可互換進(jìn)行，先進(jìn)行步驟4由被定位設(shè)備X向無線接入設(shè)備P發(fā)出數(shù)據(jù)包M，然后完成步驟3后，再進(jìn)行步驟2由無線接入設(shè)備P接收數(shù)據(jù)包M后返回數(shù)據(jù)包N。
8.如權(quán)利要求6所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，當(dāng)所述運(yùn)算模塊C設(shè)置在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的無線收發(fā)設(shè)備，或者是設(shè)置在無線收發(fā)設(shè)備A或監(jiān)聽設(shè)備B中的硬件模塊或軟件模塊；當(dāng)所述運(yùn)算模塊C不在該定位方法使用的無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，該所述運(yùn)算模塊C是一個獨(dú)立的設(shè)備，或者是設(shè)置在遠(yuǎn)程計算機(jī)中的硬件模塊或軟件模塊。
9.如權(quán)利要求6所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述無線收發(fā)設(shè)備A、各監(jiān)聽設(shè)備B和運(yùn)算模塊C通過有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。
10.如權(quán)利要求6所述的基于無線局域網(wǎng)的定位方法，其特征在于，所述定位方法對被定位設(shè)備X進(jìn)行一維 、二維或三維定位。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于無線局域網(wǎng)的定位方法，在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)，設(shè)置位置已知的無線收發(fā)設(shè)備A、一個或多個位置已知的監(jiān)聽設(shè)備B，并設(shè)置與無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)算模塊C；通過無線收發(fā)設(shè)備A或無線接入設(shè)備P向被定位設(shè)備X發(fā)一個數(shù)據(jù)包M，被定位設(shè)備X返回一個數(shù)據(jù)包N，無線收發(fā)設(shè)備A和各監(jiān)聽設(shè)備B分別測量從收到數(shù)據(jù)包M到收到數(shù)據(jù)包N的時間間隔，運(yùn)算模塊C利用測量得到的這些時間間隔來計算被定位設(shè)備X的位置。本發(fā)明能夠在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)，利用位置已知的無線通訊設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對位置未知的無線通訊設(shè)備的定位，定位準(zhǔn)確，成本低廉。
文檔編號H04W64/00GK103079271SQ201310047009
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者符運(yùn)生, 林豪, 王茜 申請人:樂鑫信息科技(上海)有限公司