基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于室內(nèi)定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力、化工等設(shè)備巡檢中的精確定位和引導(dǎo)，可以有效防止工作人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域，保障人身安全。目前定位技術(shù)主要采用基于GPS、北斗的衛(wèi)星定位技術(shù)，但是GPS、！斗的衛(wèi)星定位技術(shù)主要用來進(jìn)行室外的一般定位，無法實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的精確定位。室內(nèi)或地下的無線定位主要基于無線局域網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度、射頻識(shí)別(RFID)、超寬帶無線(UWB)等無線技術(shù)實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)的精確定位和引導(dǎo)，可以有效防止工作人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域，保障人身安全，對(duì)電力、鐵路、化工等行業(yè)的巡檢、運(yùn)行工作具有重要意義。
[0003]超寬帶無線(UWB)技術(shù)的定位精度較高，可以滿足室內(nèi)精確定位需求。例如“基于超寬帶無線通信技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)”(實(shí)用新型專利，授權(quán)公告號(hào)CN 203120161U)給出了一種基于超寬帶無線通信技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，但是定位傳感器之間要部署時(shí)間同步線，需要在室內(nèi)預(yù)設(shè)多個(gè)定位傳感器，比較復(fù)雜；而“無線局域網(wǎng)終端設(shè)備室內(nèi)定位方法”(發(fā)明專利，授權(quán)公告號(hào)CN 100553378C)給出了一種用于在室內(nèi)局域范圍和空間垂直范圍進(jìn)行定位的無線局域網(wǎng)終端設(shè)備室內(nèi)定位方法，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)局域范圍和空間垂直范圍的定位，但是該定位方法比較繁瑣。
[0004]此外，在電力、化工等行業(yè)工作環(huán)境存在強(qiáng)電磁、易燃?xì)怏w等危險(xiǎn)因素，巡檢人員手持帶有天線的通信設(shè)備存在安全隱患，需要一種可佩戴、無外置天線的移動(dòng)定位終端，而目前并沒有這樣的產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，通過超寬帶無線定位技術(shù)、串口通信技術(shù)和短距無線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工作人員在室內(nèi)移動(dòng)過程中的精確定位，能夠滿足在電力巡檢復(fù)雜環(huán)境下的安全要求。
[0006]—種基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端,包括超寬帶無線定位模塊、貼片天線、串口通信模塊、短距無線通信模塊、復(fù)位電路、風(fēng)扇和電源，所述超寬帶無線定位模塊分別與貼片天線、復(fù)位電路、串口通信模塊和短距無線通信模塊相連，所述電源通過電源電路給風(fēng)扇、超寬帶無線定位模塊、串口通信模塊和短距無線通信模塊供電，所述復(fù)位電路用于為超寬帶無線定位模塊提供復(fù)位信號(hào)，所述串口通信模塊可通過有線方式與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換，所述短距無線通信模塊通過無線方式與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸與交換。
[0007]作為改進(jìn)，所述貼片天線包括基板，所述基板一面附有輻射貼片，基板另一面具有接地片。
[0008]作為優(yōu)選，所述輻射貼片包括彼此相接的圓形金屬片和梯形金屬片。
[0009]作為優(yōu)選，所述電源為蓄電池。
[0010]作為優(yōu)選，所述短距無線通信模塊為藍(lán)牙模塊。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:本實(shí)用新型能夠用于室內(nèi)人員的精確定位，可以支持對(duì)人員的工作路徑跟蹤；終端體積小，無外置天線，可以由工作人員佩戴，能滿足對(duì)工作安全的要求；融合高精度無線、短距無線通信、串口通信技術(shù)，易于和現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的組成框圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型短距無線通信模塊的電路連接示意圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型中貼片天線正面示意圖。
[0015]圖4為本實(shí)用新型中貼片天線背面示意圖。
[0016]圖5為本實(shí)用新型中貼片天線等效電路圖。
[0017]圖6為本實(shí)用新型應(yīng)用過程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解下述【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中的方向，詞語“內(nèi)”和“外”分別指的是朝向或遠(yuǎn)離特定部件幾何中心的方向。
[0019]如圖1?6所示，一種基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，基于超寬帶無線技術(shù)進(jìn)行定位，包括超寬帶無線定位模塊、貼片天線、串口通信模塊、短距無線通信模塊、復(fù)位電路、風(fēng)扇和電源，超寬帶無線定位模塊分別與貼片天線、復(fù)位電路、串口通信模塊和短距無線通信模塊相連，電源通過電源電路分別給風(fēng)扇、超寬帶無線定位模塊、串口通信模塊和短距無線通信模塊供電，電源優(yōu)選3.3V蓄電池。超寬帶無線定位模塊可通過串口通訊模塊以有線方式和外部系統(tǒng)連接，也可通過短距無線通信模塊與外部系統(tǒng)連接，短距無線通信模塊優(yōu)選為藍(lán)牙模塊，可通過藍(lán)牙方式與外部智能手機(jī)之間實(shí)現(xiàn)短距無線通信，串口通信模塊可通過有線方式與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換。
[0020]為了能夠使工作人員在強(qiáng)電磁場(chǎng)工作環(huán)境下安全實(shí)現(xiàn)巡檢，避免工作人員手持帶有天線的通信設(shè)備存在安全隱患，將天線設(shè)置為貼片式天線，信號(hào)穩(wěn)定，能夠滿足超寬帶信號(hào)傳輸需要，既減少了終端的體積，又安全可靠，巡檢人員可隨身攜帶，貼片式天線是通過在通用的電路基板I上平面貼片制得，電路基板I的正面上附有由圓形和梯形金屬片組成的輻射貼片2，作為貼片天線的正面，貼片天線的正面上部為圓形金屬片，下部為梯形金屬片，圓形金屬片和梯形金屬片彼此相接，圓形金屬片和梯形金屬片也可以為一體結(jié)構(gòu)；電路基板I的背面上附有一層作為接地板3的矩形金屬薄層，構(gòu)成貼片天線的背面該貼片天線可等效視為具有串聯(lián)和并聯(lián)諧振的RLC電路，等效電路圖如圖5所示。貼片天線與無線定位模塊相連，通過與外部定位錨節(jié)點(diǎn)之間的超寬帶無線通信獲得定位信息。
[0021]當(dāng)需要對(duì)室內(nèi)、地下等工作環(huán)境進(jìn)行精確定位時(shí)，在室內(nèi)設(shè)置定位錨節(jié)點(diǎn)，工作人員攜帶移動(dòng)定位終端進(jìn)入室內(nèi)，移動(dòng)定位終端內(nèi)的超寬帶無線定位模塊與外部定位錨節(jié)點(diǎn)之間通過超寬帶無線通信，獲得終端的精確定位，移動(dòng)定位終端內(nèi)部的短距無線通信模塊可通過藍(lán)牙與外部智能手機(jī)之間實(shí)現(xiàn)短距無線通信，如圖2所示的短距無線通信模塊的電路連接示意圖，短距無線通信模塊基于CSR BC417藍(lán)牙模塊，包括外圍的狀態(tài)指示、狀態(tài)切換和SPI仿真接口，串口通信模塊、復(fù)位電路、電源電路都是采用通用的電路與BC417藍(lán)牙芯片相連。應(yīng)用系統(tǒng)通過藍(lán)牙模塊獲得人員的定位信息，如附圖6所示。復(fù)位電路提供復(fù)位信號(hào)，使超寬帶無線定位模塊進(jìn)行復(fù)位。
[0022]無線定位模塊與風(fēng)扇相連，無線定位模塊是現(xiàn)有的封裝產(chǎn)品，內(nèi)部置有控制單元，可以控制風(fēng)扇的啟動(dòng)或關(guān)閉，可以為定位終端內(nèi)部降溫，由于終端內(nèi)主要發(fā)熱部件為超寬帶無線定位模塊，因此風(fēng)扇應(yīng)盡量向超寬帶無線定位模塊送風(fēng)，保證散熱效果。本移動(dòng)定位終端融合了高精度無線、短距無線通信模塊、串口通信模塊，可以方便實(shí)現(xiàn)室內(nèi)工作人員的精確定位。
[0023]本實(shí)用新型方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述技術(shù)手段所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，其特征在于:包括超寬帶無線定位模塊、貼片天線、串口通信模塊、短距無線通信模塊、復(fù)位電路、風(fēng)扇和電源，所述超寬帶無線定位模塊分別與貼片天線、復(fù)位電路、串口通信模塊和短距無線通信模塊相連，所述電源通過電源電路給風(fēng)扇、超寬帶無線定位模塊、串口通信模塊和短距無線通信模塊供電，所述復(fù)位電路用于為超寬帶無線定位模塊提供復(fù)位信號(hào)，所述串口通信模塊可通過有線方式與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與交換，所述短距無線通信模塊通過無線方式與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸與交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，其特征在于:所述貼片天線包括基板，所述基板一面附有輻射貼片，基板另一面具有接地片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，其特征在于:所述輻射貼片包括彼此相接的圓形金屬片和梯形金屬片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，其特征在于:所述電源為蓄電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，其特征在于:所述短距無線通信模塊為藍(lán)牙模塊。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于超寬帶無線技術(shù)的室內(nèi)移動(dòng)定位終端，包括超寬帶無線定位模塊、貼片天線、串口通信模塊、短距無線通信模塊、復(fù)位電路、風(fēng)扇和電源，所述超寬帶無線定位模塊分別與貼片天線、復(fù)位電路、串口通信模塊和短距無線通信模塊相連，所述電源通過電源電路給風(fēng)扇、超寬帶無線定位模塊、串口通信模塊和短距無線通信模塊供電，所述復(fù)位電路用于為超寬帶無線定位模塊提供復(fù)位信號(hào)，超寬帶無線定位模塊可通過串口以有線方式和外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，也可通過短距無線通信和外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)人員的精確定位，無線定位終端無外置天線，可以由工作人員佩戴，能滿足設(shè)備巡檢中工作安全的要求。
【IPC分類】H04W4-02, H04B1-7163
【公開號(hào)】CN204334962
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420857766
【發(fā)明人】劉佳, 蘇毅, 梁云
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年12月30日