一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種定位系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)，利用三點(diǎn)電位技術(shù)對(duì)手機(jī)實(shí)現(xiàn)定位，且支持二次開(kāi)發(fā)，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。手機(jī)計(jì)算出自身分別與信標(biāo)基站Ⅰ、信標(biāo)基站Ⅱ和信標(biāo)基站Ⅲ之間的相對(duì)距離。信標(biāo)基站Ⅰ由電源、磁珠、晶振電路Ⅰ、晶振電路Ⅱ、藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片、巴比倫匹配電路、天線、LED電路、LED燈和撓性電路板插座組成。磁珠用于抑制電源所輸送電壓的高頻噪聲干擾。晶振電路Ⅰ在信標(biāo)基站Ⅰ睡眠時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率。晶振電路Ⅱ在信標(biāo)基站Ⅰ工作時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率。巴比倫匹配電路用于匹配天線和藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片之間的阻抗。撓性電路板插座用于連接藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片的擴(kuò)展接口。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種定位系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]低功耗藍(lán)牙技術(shù)(BLE)是一種新型的無(wú)線通信技術(shù)，是傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)的繼承和發(fā)展。對(duì)帶有低功耗藍(lán)牙的設(shè)備進(jìn)行定位的時(shí)候，是通過(guò)接收帶有低功耗藍(lán)牙的信標(biāo)基站的發(fā)射信號(hào)，從而根據(jù)射頻場(chǎng)強(qiáng)隨距離衰減的模型計(jì)算兩個(gè)之間的距離，但是射頻信號(hào)傳播本身就受環(huán)境干擾大不穩(wěn)定，所以基于這個(gè)原理的測(cè)距也不會(huì)精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)，利用三點(diǎn)定位技術(shù)對(duì)手機(jī)實(shí)現(xiàn)定位，且支持二次開(kāi)發(fā)，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型涉及一種定位系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)，包括信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站π、信標(biāo)基站m和手機(jī)，利用三點(diǎn)定位技術(shù)對(duì)手機(jī)實(shí)現(xiàn)定位，且支持二次開(kāi)發(fā)，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
[0005]手機(jī)用于讀取信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站π和信標(biāo)基站m的信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，手機(jī)用于計(jì)算自身分別與信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站π和信標(biāo)基站m之間的相對(duì)距離。信標(biāo)基站I由電源、磁珠、晶振電路1、晶振電路Π、藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片、巴比倫匹配電路、天線、LED電路、LED燈和撓性電路板插座組成。電源對(duì)藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片供電。磁珠用于抑制電源所輸送電壓的高頻噪聲和尖峰信號(hào)干擾。使用32.768kHz的晶體振蕩器構(gòu)成晶振電路I，在信標(biāo)基站I睡眠時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率。使用32MHz的晶體振蕩器構(gòu)成晶振電路Π，晶振電路Π作為信標(biāo)基站I的主時(shí)鐘模塊，在信標(biāo)基站I工作時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率。藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片用于輸出控制信號(hào)。巴比倫匹配電路用于連接天線和藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片并為天線提供優(yōu)化信號(hào)，匹配天線和藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片之間的阻抗。天線用于發(fā)射信號(hào)。LED電路用于指示信標(biāo)基站I的工作狀態(tài)。LED燈用于顯示信標(biāo)基站I的信號(hào)連接狀態(tài)。撓性電路板插座用于連接藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片的擴(kuò)展接口，以備信標(biāo)基站I的二次開(kāi)發(fā)。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)所述的電源選用3.3v的紐扣電池。
[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)所述的藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的片載系統(tǒng)芯片，其型號(hào)為CC2541。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)所述的時(shí)手機(jī)為內(nèi)部集成有低功耗藍(lán)牙模塊和重力傳感器的手機(jī)。
[0009]本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)的有益效果為:
[00?0] a.本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)利用三點(diǎn)定位技術(shù)進(jìn)行定位，定位較精準(zhǔn)；
[0011]b.本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)可以支持二次開(kāi)發(fā)；
[0012]c.本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)結(jié)合了手機(jī)本身的傳感器來(lái)對(duì)定位系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，優(yōu)化了資源。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)的信標(biāo)基站I的組成框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖1、2中，本實(shí)用新型涉及一種定位系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)，包括信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站π、信標(biāo)基站m和手機(jī)，可以對(duì)手機(jī)實(shí)現(xiàn)定位，且支持二次開(kāi)發(fā)，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
[0016]信標(biāo)基站I由電源、磁珠、晶振電路1、晶振電路Π、藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片、巴比倫匹配電路、天線、LED電路、LED燈和撓性電路板插座組成。電源選用3.3v的紐扣電池。電源對(duì)藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片供電。磁珠用于抑制電源所輸送電壓的高頻噪聲和尖峰信號(hào)干擾。磁珠對(duì)電源高頻段電壓產(chǎn)生阻抗，阻止高頻電壓通過(guò)。電源電壓經(jīng)磁珠濾波后輸出的波形更為平穩(wěn)。
[0017]使用32.768kHz的晶體振蕩器構(gòu)成晶振電路I，在信標(biāo)基站I睡眠時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率。使用32MHz的晶體振蕩器構(gòu)成晶振電路Π，晶振電路Π作為信標(biāo)基站I的主時(shí)鐘模塊，在信標(biāo)基站I工作時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率。藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片用于輸出控制信號(hào)。藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的片載系統(tǒng)芯片，其型號(hào)為CC254UCC2541是一個(gè)超低消耗功率的系統(tǒng)單晶片，利用上面集成的加強(qiáng)型8051微控制器，可以很好的完成數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算。利用CC2541上面集成的一個(gè)優(yōu)異的無(wú)線射頻發(fā)送器可以建立強(qiáng)健的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送節(jié)點(diǎn)。
[0018]巴比倫匹配電路用于連接天線和藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片并為天線提供優(yōu)化信號(hào)，匹配天線和藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片之間的阻抗，從而使得天線獲得最大的功率輸入，提高信息傳遞效率。CC2541上集成的射頻發(fā)送器發(fā)送信號(hào)，信號(hào)傳遞至天線，天線用于發(fā)射信號(hào)。LED電路用于指示信標(biāo)基站I的工作狀態(tài)。LED燈用于顯示信標(biāo)基站I的信號(hào)連接狀態(tài)。LED燈閃亮表示信號(hào)傳輸正常。撓性電路板插座用于連接藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片的擴(kuò)展接口，以備信標(biāo)基站I的二次開(kāi)發(fā)。撓性電路板插座連接在CC2541的8個(gè)I/O口，外部設(shè)備通過(guò)撓性電路板插座接入CC2541，以供系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)。
[0019]手機(jī)用于讀取信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站π和信標(biāo)基站m的信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，手機(jī)可以計(jì)算出自身分別與信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站Π和信標(biāo)基站m之間的相對(duì)距離。將信標(biāo)基站1、彳目標(biāo)基站π和彳目標(biāo)基站m布置在室內(nèi)，并開(kāi)啟。彳目標(biāo)基站1、?目標(biāo)基站π和彳目標(biāo)基站m都發(fā)射信號(hào)。手機(jī)為內(nèi)部集成有低功耗藍(lán)牙模塊和重力傳感器的手機(jī)。當(dāng)手機(jī)開(kāi)啟藍(lán)牙并進(jìn)入信號(hào)覆蓋范圍，可以識(shí)別各個(gè)信標(biāo)基站的信號(hào)強(qiáng)度，通過(guò)識(shí)別信標(biāo)基站，并讀取每個(gè)信標(biāo)基站的信號(hào)強(qiáng)度值，接下來(lái)在手機(jī)內(nèi)部通過(guò)均值濾波和低通濾波對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)平滑處理，并根據(jù)射頻場(chǎng)強(qiáng)隨距離衰減的log模型來(lái)計(jì)算手機(jī)與鄰近的信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站Π和信標(biāo)基站m之間的距離。另一方面，通過(guò)采集手機(jī)本身自帶的重力傳感器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，并根據(jù)三角定位原理來(lái)最終確定手機(jī)的位置。
[0020]當(dāng)然上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于低功耗監(jiān)牙的定位系統(tǒng)，包括?目標(biāo)基站1、?目標(biāo)基站π、彳目標(biāo)基站ΙΠ和手機(jī)，其特征在于:手機(jī)用于讀取信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站π和信標(biāo)基站m的信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，手機(jī)可以用于計(jì)算自身分別與信標(biāo)基站1、信標(biāo)基站π和信標(biāo)基站m之間的相對(duì)距離；信標(biāo)基站I由電源、磁珠、晶振電路1、晶振電路π、藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片、巴比倫匹配電路、天線、LED電路、LED燈和撓性電路板插座組成；電源對(duì)藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片供電；磁珠用于抑制電源所輸送電壓的高頻噪聲和尖峰信號(hào)干擾;使用32.768kHz的晶體振蕩器構(gòu)成晶振電路I，在信標(biāo)基站I睡眠時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率;使用32MHz的晶體振蕩器構(gòu)成晶振電路Π，晶振電路Π作為信標(biāo)基站I的主時(shí)鐘模塊，在信標(biāo)基站I工作時(shí)為藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片提供時(shí)鐘頻率;藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片用于輸出控制信號(hào)；巴比倫匹配電路用于連接天線和藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片并為天線提供優(yōu)化信號(hào)，匹配天線和藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片之間的阻抗;天線用于發(fā)射信號(hào);LED電路用于指示信標(biāo)基站I的工作狀態(tài);LED燈用于顯示信標(biāo)基站I的信號(hào)連接狀態(tài);撓性電路板插座用于連接藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片的擴(kuò)展接口，以備信標(biāo)基站I的二次開(kāi)發(fā)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)，其特征在于:所述電源選用3.3v的紐扣電池。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)，其特征在于:所述藍(lán)牙系統(tǒng)單晶片選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的片載系統(tǒng)芯片，其型號(hào)為CC2541。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低功耗藍(lán)牙的定位系統(tǒng)，其特征在于:所述手機(jī)為內(nèi)部集成有低功耗藍(lán)牙模塊和重力傳感器的手機(jī)。
【文檔編號(hào)】H04W4/00GK205430609SQ201620139497
【公開(kāi)日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年2月24日
【發(fā)明人】國(guó)慶鋒, 王昌林, 彭立國(guó), 萬(wàn)剛
【申請(qǐng)人】國(guó)慶鋒