基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115002701A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210594367.5(22)申请日2022.05.27(71)申请人广东技术师范大学地址510665广东省广州市天河区中山大道西293号(72)发明人高群韩雷罗万亲陈文胜曾嘉怡罗郁金赖新方(74)专利代理机构北京专赢专利代理有限公司11797专利代理师梁境泉(51)Int.Cl.H04W4/33(2018.01)H04W4/02(2018.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法及系统(57)摘要本发明适用于室内定位技术领域，提供了一种基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法及系统，所述方法包括以下步骤：在移动目标上安装超声波发射模块和Zigbee发射模块；在室内天花板上安装若干块Zigbee接收信号模块和一个布置有超声波信号接收器的超声波移动装置；通过Zigbee得到移动目标所处区块，接着通过区块内分布的超声波得到厘米级别的定位数据，最后将定位数据发送到上位机。本发明采取ZigBee技术与超声波技术的融合的方式，弥补了单一技术不足，由ZigBee进行粗定位再到超声波精准定位，两者优势做到了互补。CN115002701ACN115002701A权利要求书1/1页1.基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在移动目标上安装超声波发射模块和Zigbee发射模块；在室内天花板上安装若干块Zigbee接收信号模块和一个布置有超声波信号接收器的超声波移动装置；通过Zigbee得到移动目标所处区块，接着通过区块内分布的超声波得到厘米级别的定位数据，最后将定位数据发送到上位机。2.根据权利要求1所述的基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法，其特征在于，所述通过Zigbee得到移动目标所处区块的步骤，具体包括：建立移动式ZigBee网络和超声波联合定位平面图，将室内分成若干个区块；设定Zigbee接收信号模块为定位基点；通过移动目标上的Zigbee发射模块与周围的定为基点通讯，并记录下通讯的信号强度，对所有的信号强度进行比对，得到三个离得最近的定为基点，得到移动目标所处区块。3.根据权利要求2所述的基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法，其特征在于，所述对所有的信号强度进行比对，得到三个离得最近的定为基点的步骤是通过RSSI测距原理，根据Zigbee接收信号模块接收到的信号强度，算出与移动目标的距离。4.根据权利要求2所述的基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法，其特征在于，所述得到移动目标所处区块的步骤是通过三边测距法计算的。5.根据权利要求1所述的基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法，其特征在于，所述通过区块内分布的超声波得到厘米级别的定位数据的步骤，具体包括：超声波移动装置移动到移动目标所处区块，测出动坐标系中移动目标的坐标，加上动坐标系在静坐标系的坐标得到移动目标在静坐标系的坐标。6.根据权利要求1所述的基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法，其特征在于，所述方法还包括：通过对超声波的温度补偿，使得测量误差降低。7.基于Zigbee与超声波的室内无线定位系统，其特征在于，所述系统包括：移动目标，所述移动目标上安装有超声波发射模块和Zigbee发射模块；信号接收层，所述信号接收层包括Zigbee接收信号模块和超声波移动装置，在室内天花板上安装若干块Zigbee接收信号模块和一个布置有超声波信号接收器的超声波移动装置；以及移动目标定位模块，通过Zigbee得到移动目标所处区块，接着通过区块内分布的超声波得到厘米级别的定位数据，最后将定位数据发送到上位机。2CN115002701A说明书1/5页基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法及系统技术领域[0001]本发明涉及室内定位技术领域，具体是涉及一种基于Zigbee与超声波的室内无线定位方法及系统。背景技术[0002]基于位置的服务作为一种生活方式已逐步渗透到人类生活的方方面面，人们对定位与导航的需求日益增大。目前，人类可依赖全球卫星导航系统(GNSS)达到亚米级的室外定位精度，但是由于卫星信号无法穿透建筑物，室内定位无法利用GNSS实现。而在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。目前，国内外学者提出了许多室内定位算法和技术，有WiFi热点、单超声波定位、地磁定位和GPS定位。其中WiFi定位一般采用“近邻法”判断，即最靠近哪个热点或基站，即认为处在什么位置，如附近有多个信源，则可以通过交叉定位，提高定位精度。单超声波测距原理超声