本發(fā)明涉及無線定位技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種無線定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無線定位設(shè)備一般需要不間斷的接收處理衛(wèi)星信號，功耗較高。特別是如采取衛(wèi)星（如GPS/北斗等）定位技術(shù)，需要定位地點上方能接收到衛(wèi)星信號，這種技術(shù)方案在室內(nèi)環(huán)境無法正常工作。高能耗的設(shè)備對應(yīng)著鋰電池或超大的電池，限制了定位設(shè)備在航空、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

申請?zhí)枮?01310737394.4的發(fā)明專利，公開了一種具有定位節(jié)能功能的移動設(shè)備，并具體公開了移動設(shè)備包括：GPS 定位裝置，用于對所述移動設(shè)備進行定位；發(fā)送控制器，連接所述GPS 定位裝置，用于控制所述GPS 定位裝置的信號發(fā)送頻率。在現(xiàn)有電子發(fā)送裝置上添加了控制器，可以使用低功耗的傳感器來有效控制高功耗的定位發(fā)送功能，起到節(jié)能效果；不會影響移動設(shè)備的體積，重量和使用等。但該發(fā)明仍然無法從根本上解決無線定位設(shè)備不間斷接收處理衛(wèi)星信號功耗高的問題。

針對相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種無線定位系統(tǒng)，能夠解決不間斷接收處理信號帶來的高能耗問題，同時提出利用無線通信網(wǎng)絡(luò)進行定位，無需衛(wèi)星信號的方案，進一步降低定位設(shè)備所需能耗。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種無線定位系統(tǒng)，包括定位模塊和后臺系統(tǒng)，其中：

所述定位模塊包括：

無線傳感器，用于檢測周圍的無線電信號，所述無線電信號包括2G、3G或4G蜂窩無線通信信號、藍牙、無線局域網(wǎng)、信標定位器或衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號；

運動傳感器，用于檢測定位模塊的運動狀態(tài)；

第一電源子模塊，用于為所述定位模塊提供電量；

第一通信子模塊，用于與后臺系統(tǒng)通訊連接，將所述無線傳感器和運動傳感器檢測到的信號發(fā)送到后臺系統(tǒng)；和

第一控制子模塊，用于控制所述無線傳感器、運動傳感器、第一電源子模塊和第一通信子模塊的工作狀態(tài)；

所述后臺系統(tǒng)包括：

第二控制子模塊，用于控制定位信息庫子模塊、定位結(jié)果輸出接口模塊和對比子模塊的工作狀態(tài)，其中所述第二控制子模塊進一步包括：

定位信息庫子模塊，用于存儲定位點附近的無線環(huán)境信息；

對比子模塊，用于對比及匹配所述定位信息庫子模塊存儲的無線環(huán)境信息與第二通信子模塊接收的由無線傳感器檢測到的無線環(huán)境信息，得到定位模塊所處的位置；和

定位結(jié)果輸出接口模塊，用于輸出對比子模塊得到的定位模塊所處的位置信息；

第二通信子模塊，用于接收定位模塊傳來的信息；和

第二電源子模塊，用于為后臺系統(tǒng)提供電量。

進一步的，所述定位模塊還包括備用定位信息庫子模塊，用于存儲定位點附近的無線信號信息，并與所述無線傳感器檢測到的無線電信號進行匹配，獲得定位模塊的位置。

進一步的，所述定位模塊還包括輔助傳感器，用于檢測環(huán)境信息，輔助無線傳感器進行定位，或者輔助運動傳感器確定運動狀態(tài)，或者輔助控制子模塊控制各模塊或子模塊的工作狀態(tài)。

進一步的，所述輔助傳感器為磁場與地磁傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、聲音傳感器、超聲波傳感器、次聲波傳感器、光線傳感器、紅外傳感器或紫外傳感器。

進一步的，所述備用定位信息庫子模塊還用于存儲輔助環(huán)境信息，并經(jīng)對比子模塊與輔助傳感器檢測得到的環(huán)境信息進行匹配，獲得定位模塊所在的位置。

本發(fā)明的有益效果：由無線傳感器及可選的其他輔助傳感器采集環(huán)境信息進行定位，解決了現(xiàn)有技術(shù)中僅通過衛(wèi)星如GPS等方式進行定位時無法進行室內(nèi)定位的問題。對比采用無線電信標定位的現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)通過對2G、3G、4G蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的基站標識符（Cell ID）進行檢測，只要室內(nèi)有蜂窩無線通信網(wǎng)信號，就可在不布放額外信標的情況下進行定位，節(jié)約了系統(tǒng)布放成本。由控制子模塊根據(jù)運動傳感器及可選的其他輔助傳感器測量信息控制定位模塊進入節(jié)能或定期喚醒檢測模式，可以根據(jù)具體用途，編程控制在被定位物體運動或靜止的時候不持續(xù)進行定位，從而可以大大降低能耗，使本發(fā)明設(shè)計的定位設(shè)備及系統(tǒng)可以用在現(xiàn)有技術(shù)（大部分使用鋰電池等危險電源）無法使用的場合如航空行李、海運汽車、防火貨運等。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)操作流程示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)后臺系統(tǒng)的第二控制子模塊示意圖；

圖5根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)的電源子模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)的運動傳感器模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)的程序下載模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)的無線蜂窩測量模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種無線定位系統(tǒng)的通用處理器模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-2所示，一種無線定位系統(tǒng)，包括：

1.定位模塊，用于確定需定位物體的位置，其包括：

1.1無線傳感器，用于檢測周圍的無線電信號，包括2G、3G或4G蜂窩無線通信信號、藍牙、無線局域網(wǎng)、信標定位器或衛(wèi)星定位系統(tǒng)信號；

1.2第一通信子模塊，采用無線局域網(wǎng)、藍牙或蜂窩無線通信等通信方式，用于與后臺系統(tǒng)通訊連接，將所述無線傳感器和運動傳感器檢測到的信號及結(jié)果發(fā)送到后臺系統(tǒng)；

優(yōu)選的，所述無線傳感器和第一通信子模塊可選用雙頻SIM蜂窩發(fā)送模塊。

1.3運動傳感器，用于檢測定位模塊的運動狀態(tài)。優(yōu)選的，運動傳感器選擇加速度運動傳感器和模擬量轉(zhuǎn)換芯片，如圖3所示。

1.4第一電源子模塊，用于為定位模塊提供電量；優(yōu)選LM2941系列電源模塊。

1.5第一控制子模塊，用于控制無線傳感器、運動傳感器、第一電源子模塊和第一通信子模塊的工作狀態(tài)，可選擇STC11F系列通用處理器和程序下載模塊接口。

選擇性的，所述定位模塊還可以包括備用定位信息庫子模塊，用于存儲定位點附近的無線信號信息，并與所述無線傳感器檢測到的無線電信號進行匹配，獲得定位模塊的位置。選擇性的，所述定位模塊還可以包括輔助傳感器，用于檢測環(huán)境信息，輔助無線傳感器進行定位，或者輔助運動傳感器確定運動狀態(tài)，或者輔助控制子模塊控制各模塊或子模塊的工作狀態(tài)。

所述輔助傳感器為磁場與地磁傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、聲音傳感器、超聲波傳感器、次聲波傳感器、光線傳感器、紅外傳感器或紫外傳感器其中的一種。

2.后臺系統(tǒng)，用于與所述定位模塊通訊連接，根據(jù)對比提供定位模塊及需定位的物體的具體位置并將結(jié)果輸出。其包括：

第二控制子模塊，用于控制定位信息庫子模塊、定位結(jié)果輸出接口模塊和對比子模塊的工作狀態(tài)，可選用STC11F系列通用處理器；第二通信子模塊，用于接收定位模塊傳來的信息，可選用雙頻SIM蜂窩接收模塊；和第二電源子模塊，用于為后臺系統(tǒng)提供電量，可選用LM2941電源模塊，如圖4所示，

所述第二控制子模塊又包括：

定位信息庫子模塊，用于存儲定位點附近的無線環(huán)境信息；

對比子模塊，用于對比及匹配所述定位信息庫子模塊存儲的無線環(huán)境信息與第二通信子模塊接收的由無線傳感器檢測到的無線環(huán)境信息，得到定位模塊所處的位置；

定位結(jié)果輸出接口模塊，用于輸出對比子模塊得到的定位模塊所處的位置信息。

選擇性的，所述定位信息庫子模塊還可用于存儲輔助環(huán)境信息，并經(jīng)對比子模塊與輔助傳感器檢測得到的環(huán)境信息進行匹配，獲得定位模塊所在的位置。

各個模塊的具體結(jié)構(gòu)電路圖如圖5-9所示。電源子模塊電路結(jié)構(gòu)如圖5所示，傳感器模塊電路結(jié)構(gòu)如圖6所示，程序下載模塊電路結(jié)構(gòu)如圖7所示，無線蜂窩測量模塊電路如圖8所示，通用處理器模塊電路結(jié)構(gòu)如圖9所示。

具體使用時，系統(tǒng)的工作流程如下所述：

1.定位模塊被安裝或放置在需定位的物體如集裝箱、貨物、行李、汽車等上并開機，進入待定位狀態(tài)或活躍狀態(tài)；

2.運動傳感器檢測運動狀態(tài)，包括其是否靜止、是否在單向運動，是否在不定向運動，是否在加速運動，是否在動態(tài)加速運動等，并發(fā)送給控制子模塊?？蛇x由其他輔助傳感器檢測其他環(huán)境信息并提供給控制子模塊；

3.由控制子模塊根據(jù)振動傳感器及可選其他輔助傳感器提供的信息，判斷是否進入節(jié)能模式；

4.如果進入節(jié)能模式，由控制子模塊控制定位模塊進入節(jié)能模式，停止檢測，并休眠，定期喚醒；

5.定位模塊被定期喚醒后，進入開機待定位狀態(tài)或活躍狀態(tài)；

6.如進入正常定位模式，由無線傳感器檢測無線環(huán)境，可選由其他輔助傳感器檢測輔助環(huán)境信息；

7.將無線傳感器及可選其他輔助傳感器檢測到的信息，由通信子模塊發(fā)送給后臺系統(tǒng)；

8. 比對子模塊通過對比匹配無線傳感器及可選其他輔助傳感器檢測到的信息與定位信息庫子模塊存儲的信息，確定定位模塊的位置；

9.輸出定位信息。

可以理解的，將該系統(tǒng)應(yīng)用于航空行李檢測的案例：

在以上操作流程中，運動傳感器進行檢測運動狀態(tài)操作時，可以采用振動傳感器，在檢測到振動時，把信息傳送到控制子模塊，控制子模塊根據(jù)振動持續(xù)時間或頻度頻率（如連續(xù)3秒持續(xù)振動）確定定位模塊處于被運輸狀態(tài)，此時可以根據(jù)場景需求，控制定位模塊進入休眠，每5分鐘喚醒一次，如喚醒后仍處于被運輸狀態(tài)（持續(xù)振動），則繼續(xù)休眠。如喚醒后未檢測到振動，則認為已抵達目的地，定位模塊進入活躍定位模式，由無線傳感器檢測周圍的蜂窩無線通信網(wǎng)絡(luò)信號如（cell-ID）或其他無線信號如無線信標等，也可包括GPS信號，但由于GPS信號需要上方凈空，如在室內(nèi)如行李艙房，則檢測到無線蜂窩通信信號。其他輔助傳感器可以測量氣壓、溫度、濕度、磁場及地磁、聲音、光線等其他輔助環(huán)境信息。將這些信息通過通信子模塊傳給后臺系統(tǒng)，經(jīng)過對比子模塊與定位信息庫子模塊內(nèi)存儲的目的地蜂窩無線通信網(wǎng)基站標識符信息及其他可選輔助環(huán)境信息進行比對，即可知道定位模塊所處的位置，用于定位航空行李已經(jīng)抵達目的機場，或是否錯誤的運輸?shù)搅似渌麢C場。

其中用于判斷處于運輸或靜止?fàn)顟B(tài)的算法，可以根據(jù)具體情況調(diào)整，比如檢測加速度變化確定航班降落，檢測氣壓變化和氣壓絕對值航班降落及判斷目的地海拔，檢測溫度濕度判斷是否室內(nèi)等，不一一列出。

本系統(tǒng)可在航空運輸中通過休眠極大的降低能耗，可采用干電池，從而避免了鋰電池供電無法在航空器使用的問題。

本發(fā)明提供了一種無線定位系統(tǒng)，由無線傳感器及可選的其他輔助傳感器采集環(huán)境信息進行定位，解決了現(xiàn)有技術(shù)中僅通過衛(wèi)星如GPS等方式進行定位時無法進行室內(nèi)定位的問題。對比采用無線電信標定位的現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)通過對2G、3G、4G蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的基站標識符（Cell ID）進行檢測，只要室內(nèi)有蜂窩無線通信網(wǎng)信號，就可在不布放額外信標的情況下進行定位，節(jié)約了系統(tǒng)布放成本。由控制子模塊根據(jù)運動傳感器及可選的其他輔助傳感器測量信息控制定位模塊進入節(jié)能或定期喚醒檢測模式，可以根據(jù)具體用途，編程控制在被定位物體運動或靜止的時候不持續(xù)進行定位，從而可以大大降低能耗，使本發(fā)明設(shè)計的定位設(shè)備及系統(tǒng)可以用在現(xiàn)有技術(shù)（大部分使用鋰電池等危險電源）無法使用的場合如航空行李、海運汽車、防火貨運等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。