本發(fā)明涉及一種定位技術(shù)，特別是一種室內(nèi)定位方法以及使用該方法的裝置。
背景技術(shù)：
：：目前的全球定位系統(tǒng)(GPS,GlobalPositioningSystem)或輔助全球定位系統(tǒng)(AGPS,AssistedGlobalPositioningSystem)通過(guò)追蹤衛(wèi)星信號(hào)來(lái)計(jì)算位置。然而，衛(wèi)星信號(hào)容易被建筑物遮蔽，并不適合運(yùn)用在室內(nèi)的場(chǎng)合。因此，需要一種室內(nèi)定位方法以及使用該方法的裝置，解決以上所述的問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的實(shí)施例提出一種室內(nèi)定位方法，由從節(jié)點(diǎn)中的處理單元執(zhí)行，包含以下步驟。于啟動(dòng)室內(nèi)定位功能時(shí)，將從節(jié)點(diǎn)設(shè)定為不接受連線狀態(tài)。于公告狀態(tài)中周期性廣播公告訊息，其中包含代表從節(jié)點(diǎn)的識(shí)別碼、發(fā)送公告訊息時(shí)的時(shí)間戳記以及發(fā)送功率。本發(fā)明的實(shí)施例還提出一種室內(nèi)定位方法，由主節(jié)點(diǎn)中的處理單元執(zhí)行，包含以下步驟。于掃描階段中從公告者取得公告訊息中的發(fā)送功率；計(jì)算公告訊息的接收強(qiáng)度；依據(jù)發(fā)送功率及接收強(qiáng)度計(jì)算衰減程度；依據(jù)所述衰減程度決定電子裝置與公告者間的距離；以及將相應(yīng)于公告者的定位信息傳送至定位伺服器。定位信息包含主節(jié)點(diǎn)的位置、公告者的識(shí)別碼、公告訊息中的時(shí)間戳記以及計(jì)算出的距離，使得定位伺服器可依據(jù)定位信息計(jì)算公告者的位置。本發(fā)明的實(shí)施例提出一種室內(nèi)定位裝置，包含通信接口及處理單元。處理單元，耦接于通信接口，于啟動(dòng)室內(nèi)定位功能時(shí)，將電子裝置設(shè)定為不接受連線狀態(tài)；以及于公告狀態(tài)中通過(guò)通信接口周期性廣播公告訊息。公告訊息包含代表電子裝置的識(shí)別碼、發(fā)送公告訊息時(shí)的時(shí)間戳記以及發(fā)送功率。本發(fā)明的實(shí)施例還提出一種室內(nèi)定位裝置，包含通信接口及處理單元。 處理單元，耦接于通信接口，于掃描階段中通過(guò)通信接口從公告者取得公告訊息中的發(fā)送功率；計(jì)算公告訊息的接收強(qiáng)度；依據(jù)發(fā)送功率及接收強(qiáng)度計(jì)算衰減程度；依據(jù)衰減程度決定電子裝置與公告者間的距離；以及將相應(yīng)于公告者的定位信息傳送至定位伺服器。定位信息包含電子裝置的位置、公告者的識(shí)別碼、公告訊息中的時(shí)間戳記以及計(jì)算出的距離，使得定位伺服器可依據(jù)定位信息計(jì)算公告者的位置。附圖說(shuō)明圖1示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。圖2示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖3示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。圖4示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連接層狀態(tài)機(jī)示意圖。圖5示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由移動(dòng)裝置的處理單元執(zhí)行的室內(nèi)定位方法流程圖。圖6示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)的處理單元于掃描狀態(tài)執(zhí)行的室內(nèi)定位方法流程圖。附圖符號(hào)說(shuō)明10室內(nèi)定位系統(tǒng)；110局域網(wǎng)絡(luò)/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；131～136藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)；150移動(dòng)裝置；170定位伺服器；210處理單元；220顯示單元；230輸入裝置；240存儲(chǔ)裝置；250存儲(chǔ)器；260通信接口；310處理單元；330輸入裝置；340存儲(chǔ)裝置；350存儲(chǔ)器；360通信接口；S410掃描狀態(tài)；S420待命狀態(tài)；S430初始化階段；S440連線階段；S450公告狀態(tài)；S510～S560方法步驟；S610～S650方法步驟。具體實(shí)施方式以下說(shuō)明是為完成發(fā)明的較佳實(shí)施方式，其目的在于描述本發(fā)明的基本精神，但并不用以限定本發(fā)明。實(shí)際的
發(fā)明內(nèi)容必須參考權(quán)利要求范圍。必須了解的是，使用于本說(shuō)明書(shū)中的“包含”、“包括”等詞，是用以表示存在特定的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、作業(yè)處理、元件以及/或組件，但并不排除可加上更多的技術(shù)特征、數(shù)值、方法步驟、作業(yè)處理、元件、組件，或以上的任意組合。于權(quán)利要求中使用如“第一”、“第二”、“第三”等詞是用來(lái)修飾權(quán)利要求中的元件，并非用來(lái)表示之間具有優(yōu)先權(quán)順序，先行關(guān)系，或者是一個(gè)元件先于另一個(gè)元件，或者是執(zhí)行方法步驟時(shí)的時(shí)間先后順序，僅用來(lái)區(qū)別具有相同名字的元件。圖1示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位系統(tǒng)10的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。例如，一個(gè)三維空間中包含六個(gè)藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)(BluetoothNode)131至136，而使用者可攜帶移動(dòng)裝置150在三維空間中任意移動(dòng)，并藉由藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136的幫助知道目前的位置。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的每一個(gè)設(shè)置在一個(gè)三維空間中的固定位置。移動(dòng)裝置150可以是手機(jī)、平板電腦、筆記型電腦、智能手表等。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136形成一個(gè)多路徑網(wǎng)絡(luò)(meshnetwork)，其中的每一個(gè)可與鄰近節(jié)點(diǎn)相互通信。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131可同時(shí)配備有局域網(wǎng)絡(luò)(LAN,LocalAreaNetwork)模塊或無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN,WirelessLocalAreaNetwork)模塊，用以連接上局域網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)或以上兩者110。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)可擁有中繼器(repeater)的功能，使得數(shù)據(jù)可以逐一傳遞至沒(méi)有直接連接上的節(jié)點(diǎn)。例如，雖然藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)136因?yàn)榫嚯x或發(fā)送功率的限制不能直接連接上藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)133，但卻可以通過(guò)藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)134或135將數(shù)據(jù)傳遞至藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)133。移動(dòng)裝置150使用特定通信(例如，Bluetooth4.0)持續(xù)廣播公告訊息(Advertisingmessages)，其中至少包含代表移動(dòng)裝置150的識(shí)別碼、時(shí)間戳記(Timestamp)與發(fā)送功率(TxPower)的信息。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)取得移動(dòng)裝置150廣播的公告訊息，計(jì)算此公告訊息的接收強(qiáng)度，依據(jù)公告訊息中的發(fā)送功率與計(jì)算出的接收強(qiáng)度決定衰減程度，并且依據(jù)衰減程度決定與移動(dòng)裝置150間的距離。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)還可將定位信息，例如自己的三維空間位置、移動(dòng)裝置150的識(shí)別信息、公告訊息的時(shí)間戳記以及計(jì)算出的距離，經(jīng)由其他藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)(如有必要)以及局域網(wǎng) 絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)或以上兩者110傳送至定位伺服器170。定位伺服器170持續(xù)搜集藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136回報(bào)的定位信息，并據(jù)以使用多角定位方法來(lái)更新移動(dòng)裝置150的三維空間位置。圖2示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。此系統(tǒng)架構(gòu)可實(shí)施于移動(dòng)裝置150以及定位伺服器170，至少包含處理單元210。處理單元210可使用多種方式實(shí)施，例如以專(zhuān)用硬件電路或通用硬件(例如，單一處理器、具有平行處理能力的多處理器、圖形處理器或其他具有運(yùn)算能力的處理器)，并且在執(zhí)行程序碼或軟件時(shí)，提供之后所描述的功能。系統(tǒng)架構(gòu)還包含存儲(chǔ)器250用以存儲(chǔ)執(zhí)行過(guò)程中需要的數(shù)據(jù)，例如，變數(shù)、數(shù)據(jù)表(datatables)等，以及存儲(chǔ)裝置240，用以存儲(chǔ)各式各樣的電子文件，例如，網(wǎng)頁(yè)、文件、音頻文件、視頻文件等。系統(tǒng)架構(gòu)還包含通信接口260，讓處理單元210可藉以跟藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136或其他電子裝置進(jìn)行溝通。通信接口260可以是低成本、低耗電的藍(lán)牙模塊。輸入裝置230可包含鍵盤(pán)、滑鼠、觸控面板等。使用者可按壓鍵盤(pán)上的按鍵來(lái)輸入字符，藉由操作滑鼠來(lái)控制鼠標(biāo)，或者是在觸控面板制造手勢(shì)來(lái)控制執(zhí)行中的應(yīng)用程序。手勢(shì)可包含單擊、雙擊、單指拖曳、多指拖曳等，但不限定于此。顯示單元220可包含顯示面板(例如，薄膜液晶顯示面板、有機(jī)發(fā)光二極管面板或其他具顯示能力的面板)，用以顯示輸入的字符、數(shù)字、符號(hào)、拖曳鼠標(biāo)的移動(dòng)軌跡、繪制的圖案或應(yīng)用程序所提供的畫(huà)面，提供給使用者觀看。圖3示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)算裝置的系統(tǒng)架構(gòu)圖。此系統(tǒng)架構(gòu)可實(shí)施于藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)，至少包含處理單元310。處理單元310可使用多種方式實(shí)施，例如以專(zhuān)用硬件電路或通用硬件(例如，單一處理器、具有平行處理能力的多處理器、圖形處理器或其他具有運(yùn)算能力的處理器)，并且在執(zhí)行程序碼或軟件時(shí)，提供之后所描述的功能。系統(tǒng)架構(gòu)還包含存儲(chǔ)器350用以存儲(chǔ)執(zhí)行過(guò)程中需要的數(shù)據(jù)，例如，變數(shù)、數(shù)據(jù)表等，以及存儲(chǔ)裝置340，用以存儲(chǔ)各式各樣的電子文件。系統(tǒng)架構(gòu)還包含通信接口360，讓處理單元310可藉以跟移動(dòng)裝置150或其他無(wú)線裝置進(jìn)行溝通。通信接口360可以是低成本、低耗電的藍(lán)牙模塊。于布署時(shí)，藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136組態(tài)為主節(jié)點(diǎn)(masternodes)，而移動(dòng)裝置150組態(tài)為從節(jié)點(diǎn)(slavenode)。藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136及移動(dòng)裝置150于連接層(linklayer)各自實(shí)施一個(gè)狀態(tài)機(jī)(statemachine)，用以管理藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131 至136中的一個(gè)及移動(dòng)裝置150間于連接層中的訊息交換以及執(zhí)行相應(yīng)于接收到訊息的處理。圖4示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連接層狀態(tài)機(jī)示意圖。當(dāng)開(kāi)機(jī)或開(kāi)啟藍(lán)牙時(shí)，藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136及移動(dòng)裝置150皆處于待命(Standby)狀態(tài)S420。接著，移動(dòng)裝置150周期性地由待命狀態(tài)S420進(jìn)入公告(Advertising)狀態(tài)S450用以廣播公告訊息(Advertisingmessages)，藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136則周期性地由待命狀態(tài)S420進(jìn)入掃描(Scanning)狀態(tài)S410用以掃描特定頻段中是否存在任何從節(jié)點(diǎn)廣播的公告訊息。一般情況下，當(dāng)藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136檢測(cè)到移動(dòng)裝置150廣播的公告訊息時(shí)，進(jìn)入初始化(Initiating)狀態(tài)S430用以發(fā)送連線要求給移動(dòng)裝置150。當(dāng)移動(dòng)裝置150于待命狀態(tài)S420接受了藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)的連線請(qǐng)求時(shí)，移動(dòng)裝置150及請(qǐng)求的藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)都進(jìn)入連線(Connection)狀態(tài)S440。當(dāng)移動(dòng)裝置150啟動(dòng)室內(nèi)定位功能時(shí)，設(shè)定為不接受連線狀態(tài)，關(guān)閉與任何藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連線的功能。因?yàn)楫?dāng)移動(dòng)裝置150與任何藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連線時(shí)，需要做更多的狀態(tài)轉(zhuǎn)換及訊息交換，阻礙公告訊息的廣播，使得移動(dòng)裝置150無(wú)法較頻繁地被定位。圖5示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由移動(dòng)裝置150的處理單元210執(zhí)行的室內(nèi)定位方法流程圖，此方法周期性向藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)廣播公告訊息。首先，當(dāng)室內(nèi)定位功能啟動(dòng)時(shí)，移動(dòng)裝置150設(shè)定為不接受連線狀態(tài)(步驟S510)。于步驟S510，使用者可使用移動(dòng)裝置150提供的人機(jī)界面(MMI,Man-machineInterface)來(lái)進(jìn)行此設(shè)定。接著，啟動(dòng)廣播計(jì)時(shí)器，用以于到達(dá)一段時(shí)間后發(fā)出中斷給處理單元210(步驟S520)。接著反復(fù)執(zhí)行一個(gè)循環(huán)(步驟S530至S550)，用以周期性地廣播公告訊息。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，當(dāng)處理單元210檢測(cè)到廣播計(jì)時(shí)器發(fā)出的中斷，指示廣播計(jì)時(shí)器已計(jì)數(shù)到達(dá)一段時(shí)間(例如一秒)之后(步驟S530)，進(jìn)入公告狀態(tài)S450用以廣播公告訊息(步驟S540)，接著判斷是否室內(nèi)定位功能被關(guān)閉(步驟S550)。于此須注意的是，當(dāng)進(jìn)入公告狀態(tài)S450時(shí)，移動(dòng)裝置150被視為一個(gè)公告者(Advertiser)。若是，則將移動(dòng)裝置150設(shè)定為接受連線狀態(tài)(步驟S560)，結(jié)束整個(gè)流程。否則回到待命狀態(tài)S420，重設(shè)廣播計(jì)數(shù)器(步驟S520)。于步驟S540，處理單元210可使用iBeacon分組通過(guò)通信接口260廣播公告訊息。由于移動(dòng)裝置150設(shè)定為不接受連線狀態(tài)，處理單元210將iBeacon分組的標(biāo)頭(Header)的分組數(shù)據(jù)單元類(lèi)型(PDUtype)設(shè)為“ADV_SCAN_IND”，使得藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)檢測(cè)到此廣播的iBeacon分組時(shí)，不發(fā)送連線請(qǐng)求給 移動(dòng)裝置150。于此須注意的是，為避免藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)嘗試與移動(dòng)裝置150建立連線，處理單元210不將iBeacon分組的標(biāo)頭的分組數(shù)據(jù)單元類(lèi)型設(shè)為“ADV_IND”。處理單元210還可將信息以表1的方式封裝至分組數(shù)據(jù)單元內(nèi)文(PDUBody)：表1處理單元210可于“Timestamp”字段中存放發(fā)送公告訊息當(dāng)時(shí)的時(shí)間戳記，于“UserID”字段中存放代表移動(dòng)裝置150的識(shí)別信息，于“TxPower”字段中存放廣播此公告訊息的發(fā)送功率，以及于“UserStatus”字段中存放應(yīng)用程序需要的信息，例如，心跳、血壓、體溫等與健康相關(guān)的信息。圖6示出了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)131至136中的任一個(gè)的處理單元310于掃描狀態(tài)S410執(zhí)行的室內(nèi)定位方法流程圖。于此須注意的是，當(dāng)進(jìn)入掃描狀態(tài)S410時(shí)，此藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)被視為掃描者(Scanner)。于取得公告者(例如，移動(dòng)裝置150)廣播的公告訊息后(步驟S610)，判斷是否需要與公告者間建立連線(步驟S620)。于步驟S620，處理單元310可判斷iBeacon分組的標(biāo)頭中的分組數(shù)據(jù)單元類(lèi)型(PDUtype)設(shè)為“ADV_SCAN_IND”或“ADV_IND”。若iBeacon分組的標(biāo)頭中的分組數(shù)據(jù)單元類(lèi)型(PDUtype)設(shè)為“ADV_IND”，則判斷需要與公告者間建立連線；若iBeacon分組的標(biāo)頭中的分組數(shù)據(jù)單元類(lèi)型(PDUtype)設(shè)為“ADV_SCAN_IND”，則判斷不需要與公告者間建立連線。若需要與公告者間建立連線(步驟S620中“是”的路徑)，則處理單元310使用特定通信協(xié)定通過(guò)通信接口360與公告者建立連線(步驟S650)。若不需要與公告者間建立連線(步驟S620中“否”的路徑)，則處理單元310計(jì)算此公告訊息的接收強(qiáng)度(RSSI)(步驟S631)，依據(jù)公告訊息中的發(fā)送功率與計(jì)算出的接收強(qiáng)度決定衰減程度(步驟S633)，并且依據(jù)衰減程度決定與公告者間的距離，其中衰減程度越大代表距離越遠(yuǎn)(步驟S635)，以及傳送定位信息，例如掃描者的三維空間位置、公告者的識(shí)別信 息、公告訊息的時(shí)間戳記以及計(jì)算出的距離，經(jīng)由其他藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)(如有必要)以及局域網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)或以上兩者110至定位伺服器170(步驟S637)。雖然圖2至圖3中包含了以上描述的元件，但不排除在不違反發(fā)明的精神下，使用更多其他的附加元件，以達(dá)成更佳的技術(shù)效果。此外，雖然圖5、圖6的方法流程圖采用特定的順序來(lái)執(zhí)行，但是在不違反發(fā)明精神的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在達(dá)到相同效果的前提下，修改這些步驟間的順序，所以，本發(fā)明并不局限于僅使用如上所述的順序。雖然本發(fā)明使用以上實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但需要注意的是，這些描述并非用以限制本發(fā)明。相反地，此發(fā)明涵蓋了本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的修改與相似設(shè)置。所以，申請(qǐng)權(quán)利要求范圍須以最寬廣的方式解釋來(lái)包含所有顯而易見(jiàn)的修改與相似設(shè)置。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3 當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3