設備定位的方法、節點和電腦程式的製作方法

2023-10-07 21:55:09 1

設備定位的方法、節點和電腦程式的製作方法
【專利摘要】本發明所述方法是能夠確定設備(110)位置的移動節點(100)的方法。所述方法包括：接收定位要求的信息，包括設備(110)的標識；所述方法進一步包括向設備發送警報信號，包括設備(110)的標識；所述方法進一步包括接收設備(110)的響應信號，包括設備(110)的標識；所述方法進一步包括通過分析接收到的響應信號計算出設備(110)的距離或方向，從而確定設備(110)的位置。
【專利說明】設備定位的方法、節點和電腦程式

【技術領域】
[0001]本發明涉及設備定位的方法、節點、電腦程式和電腦程式產品。

【背景技術】
[0002]眾所周知，藉助於所謂的三角測量，可以確定行動裝置如行動電話、PDA等的地理位置。通過檢測至少三個無線發射塔，即基站)的無線信號的強度來確定行動裝置的大概位置。其它定位方法，如小區標識(Cell ID)、CGI/ΤΑ, E-CGI和A-GPS，都是可用的。
[0003]我們也知道，通過全球定位系統(GPS)的定位方法可以確定丟失或失竊物品的位置。通過安裝最好是隱藏的GPS追蹤器，也就是GPS接收器，可以通過中心站或者用戶啟動，通過無線通訊收集GPS衛星定位數據。例如GB2483459A、GB2484273A都是這樣的追蹤器。這些類型的追蹤器的缺點是，需要購買昂貴的行動電話合約，配置如GSM數據機等設備，並配備GPS接收設備。上述設備能耗高，因此需要配備較大容量電池，電池要經常充電，根據工作需要開關GPS追蹤器也要制定操作規則。費用昂貴、體積笨重進一步限制了GPS追蹤器的可用性，在某些應用中這些因素(費用、體積、重量)越低越小越輕越好。比如，追蹤失竊的自行車、車輛等，通常是不可行的，因為被追蹤的物品還沒有GPS追蹤器貴，失主承擔不起裝配昂貴GPS追蹤器全套設備的費用。有些物品如自行車、摩託車大量被盜，對失主和保險公司來說都是巨大的損失。另一個缺點是，通過GPS追蹤器來定位丟失或失竊物品，其接收GPS信號或行動網路信號的能力是高度受限的，因此無法追蹤。


【發明內容】

[0004]本技術方案的目的是減輕現有技術的一些缺點，提供了一種改進的定位設備，使用和生產成本更低、體積更小。
[0005]本技術方案的另一個目的是提供了一種更可靠、更健壯的改進的定位設備。
[0006]根據本發明的一個實施例，提供能夠確定設備位置的移動節點的方法，所述方法包括:
[0007]-接收定位要求的信息，包括設備的標識，
[0008]-向設備發送警報信號，包括設備的標識，
[0009]-接收設備的響應信號，包括設備的標識，以及
[0010]-通過測量接收到的響應信號計算出設備的距離或方向，從而能夠確定設備的位置。
[0011]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0012]-定位請求消息，包括從遠程節點接收的設備的標識。
[0013]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0014]-對定位請求消息的響應包括計算出的設備的距離或方向以及移動節點的位置，被發送到遠程節點。
[0015]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0016]-通過分析信號強度或信號延遲來計算設備的距離。
[0017]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0018]-通過確定最強信號強度的方位來計算設備的方向。
[0019]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0020]-節點由第一接收設備和第二接收設備接收響應信號，其中第二接收設備是一個麥克風設備。
[0021]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0022]-麥克風設備進一步接收來自設備的聲音信號。
[0023]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0024]-節點接收來自第三接收設備中的設備的響應信號，其中第三接收設備是可以安裝在移動節點上的單獨的天線裝置。
[0025]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0026]-所述方法重複進行。
[0027]根據另一個實施例，提供一種通過移動節點能夠確定設備位置的設備中的方法，該方法包括:
[0028]-從移動節點接收警報信號，包括設備的標識，
[0029]-通過匹配接收到的標識和設備預編程的標識，向設備發出警報，
[0030]-發送警報信號的響應，包括與所述接收的標識匹配的設備的標識，從能夠確定設備的位置。
[0031]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0032]-重複發送警報信號的響應。
[0033]根據另一個實施例，提供一種確定設備位置的遠程節點(120)中的方法，該方法包括:
[0034]-向多個移動節點發送定位請求消息，包括設備的標識，
[0035]-接收至少一個定位請求消息的響應，包括計算出的從移動節點到設備的距離，以及移動節點的位置。
[0036]-通過計算從移動節點到設備的距離並結合至少一個行動裝置的位置來確定設備的位置。
[0037]-根據另一個實施例，提供一種方法，其中確定設備的位置是否在預設的地理區域或空間內和/或設備的位置距離一個地理位置是否在預設距離內。
[0038]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0039]-當確定設備的位置超出了預設的地理區域或空間和/或設備的位置距離一個地理位置超出了預設距離，警報信息會發送到警報設備。
[0040]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0041]-警報設備至少包括遠程節點、移動節點或設備中的一個。
[0042]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0043]-地理點通過移動節點的位置確定。
[0044]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0045]-定位請求消息被重複發送。
[0046]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0047]-當接收到多個移動節點對定位請求消息的響應後，通過三角測量、多點定位或三邊測量中任何一種方法計算出設備的位置。
[0048]根據另一個實施例，提供一種方法，其中
[0049]-遠程節點被移動節點託管(ishosted)。
[0050]根據另一個實施例，移動節點被設置為能夠確定設備的位置，其中
[0051]-移動節點被設置為接收定位請求消息，包括設備的標識，
[0052]-移動節點被設置為向設備發送警報信號，包括設備的標識，
[0053]-移動節點被設置為從設備接收響應信號，包括設備的標識，以及
[0054]-移動節點被設置為通過測量接收到的響應信號計算出設備的距離或方向，因此能夠確定設備的位置。
[0055]根據另一個實施例，設備被設置為能夠通過移動節點確定設備的位置，其中
[0056]-設備被設置為從移動節點接收警報信號，包括設備的標識，
[0057]-設備被設置為通過接收到的標識與預編程的設備標識匹配向設備發出警報，
[0058]-設備被設置為發送警報信號的響應，包括匹配所述接收到的標識的設備標識，從而能夠確定設備的位置。
[0059]根據一個實施例，遠程節點被設置為確定設備的位置，其中:
[0060]-遠程節點被設置為向多個移動節點發送定位請求消息，包括設備的標識，
[0061 ]-遠程節點被設置為接收至少一個定位請求消息的響應，包括計算出的從移動節點到設備的距離，以及移動節點的位置，
[0062]-移動節點被設置為通過計算從移動節點到設備的距離，並結合至少一個行動裝置的位置來確定設備的位置。
[0063]根據另一個實施例，在被設置為可以確定設備位置的移動節點中運行的包含了計算機可讀代碼裝置的電腦程式，使被設置為可以確定設備位置的移動節點按照上述方法運行。
[0064]上述方法、節點和電腦程式可以根據不同可選的實施例來配置和實施。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0065]本發明通過實施例並參考附圖進行描述，其中，
[0066]圖1是定位方案的概覽；
[0067]圖2是說明定位方案實施例的概覽；
[0068]圖3是說明移動節點中過程的流程圖；
[0069]圖4是說明設備中過程的流程圖；
[0070]圖5是說明遠程節點中過程的流程圖；
[0071]圖6是說明定位方案的進一步實施例的框圖；
[0072]圖7是說明計算機環境下定位方案的進一步實施例的框圖；
[0073]圖8A-C是示出了距離和區域的說明；
[0074]圖9是示出了移動節點重定位的說明；
[0075]圖10是示出了根據一些實施例信號圖；
[0076]圖11是示出了設備的實施例。

【具體實施方式】
[0077]接下來，將提供本發明的詳細說明。在附圖中，相同或相關的元素被分配了相類似的附圖標記，這些僅僅用於說明，而絕不是限定本發明所述方案的範圍。
[0078]圖1是定位系統的概覽，包含了移動節點100，其中移動節點100可以包含以下任一，如行動電話、智慧型電話、平板電腦、ADSL路由器、無線LAN接入設備(LAN，區域網)、光纖到戶終端設備、無線設備接入點、移動終端、車載終端、家庭自動接入單元、機頂盒，以及類似網絡的接入點，但不限制其他單元。定位系統進而包含了需要被定位的設備110。設備110可以包含任何如行動電話、無限區域網接入設備、無線設備接入點、移動無線區域網接入設備、RFID設備(RFID，無線射頻標識)無線射頻標識設備、藍牙設備、ZigBee設備，但不限制其他單元。設備110可以被設置到其它需要定位的設備上。如圖1所示，移動節點被設置為接收定位要請求的信消息(A:l)，包括設備110的標識。根據一個實施例，定位請求消息(A:l)可以從遠程節點120上發出，它包括如移動節點100、行動裝置、個人電腦、網站、虛擬網絡客戶端、伺服器或任何其他種類的網絡連接單元，可以與移動節點100通訊。移動節點100進而被設置為向設備110發送警報信號(A:2)，包括設備110的標識，從設備110接收響應信號(A:4)，包括設備110的標識，通過測量接收到的響應信號計算(A:6)設備110的距離或方向，因此能夠確定設備110的位置。標識可以是如MAC地址(介質訪問控制)、SSID (服務集標識符)、電子郵件地址、SIP位址(會話發起協議)、IP位址(網際網路協議)、URL(統一資源定位符)或URI (統一資源標識符)，而且不限制使用其他類型標識。信號可以通過如TCP/UDP IP(傳輸控制協議/用戶數據報協議/網際網路協議)、無限區域網、http (超文本傳輸協議)、https (安全超文本傳輸協議)、作為SIP消息或電子郵件發送，也不限制其他搭載信號的合適協議。
[0079]根據一個實施例，移動節點100被設置為通過測量信號強度或信號延時來計算到設備110的距離。這通常被稱為定位、或追蹤，或確定發射信號的設備的位置，信號可能探測。根據一個實施例，移動節點100被設置為通過確定最強信號強度方位計算設備110的方向。
[0080]根據一個實施例，移動節點100被設置為從第一接收設備180中的設備110和第二接收設備190接收響應信號。警報設備170、第一接收設備180、第二接收設備190和第三接收設備200如圖6所示。根據一個實施例，第一接收設備180是天線設備。根據一個實施例，第二接收設備190是麥克風設備。在另一個實施例中，第二接收設備可以是攝像頭。根據一個實施例，麥克風設備被設置為確定響應信號的最強信號強度的方位。在一個實施例中，響應信號可能是電磁信號。根據一個實施例，響應信號可能包含聲音信號。可以使用第二接收設備190來進一步增強確定到設備110的距離或方向的能力和/或準確性。在一個實施例中，移動節點100被設置為從第三接收設備200中的設備110接收響應信號，其中第三接收設備是可以安裝在移動節點100上的單獨天線設備。可以使用第三接收設備200來進一步增強確定到設備110的距離或方向的能力和/或準確性。
[0081]根據一個實施例，移動節點100被設置為向遠程節點120發送定位請求消息(A: 1)的響應，包括計算出的設備110的距離或方向。在一個實施例中，響應消息也包括移動節點100的位置。移動節點100的位置可以通過移動節點100確定，它被設置為使用GPS接收器、A-GPS功能、WIFI增強GPS功能或者其他增強型GPS定位技術，或者被設置為利用行動網路使用三角測量、三邊測量或多點定位。
[0082]如果使用行動網路定位移動節點100，移動節點100的位置可由行動網路提供。
[0083]進而，在圖1的定位系統中，設備110被設置為從移動節點100接收警報信號，包括設備110的標識，通過匹配接收到的標識和預編程的設備110的標識向設備110報警，發送警報信號的響應，包括匹配所述接收的標識信息的設備110的標識，因此能夠確定設備110的位置。根據一個實施例，設備110適應重複發送警報信號的響應。據此，例如由於設備110或移動節點100的位置而導致信號強度弱/連接差，遠程節點120沒有接收到響應，這類風險可以減少。另一個優點是，如果設備110變更位置，有可能確定新的位置。
[0084]圖2示出了定位系統的概覽，包含多個移動節點100。定位系統進一步包含了由例如一個移動節點100組成的遠程節點120。遠程節點120被設置為向多個移動節點110發送定位請求消息，包括設備110的標識。這樣的多個移動節點可能是同意使用特定服務的用戶的封閉的用戶組、處於遠程節點120附近的移動節點100的隨機組、或用戶可能加入了自組網、環網或類似網絡的開放的用戶社區。遠程節點120進而被設置為接收至少一個定位請求消息的響應，包括計算出的從移動節點100到設備110的距離、移動節點100的位置，同樣通過計算移動節點100到設備110的距離並結合至少一個行動裝置100的位置確定設備110的位置。在一個實施例中，遠程節點120被設置為從多個移動節點110接收到定位請求消息的響應，使用三角測量、多點定位或三邊測量中任一種計算設備110的位置。根據一個實施例，遠程節點120在移動節點100上託管(is hosted)，即可以使用遠程節點本身來確定設備110的位置。
[0085]如圖2進一步所示，在一個實施例中，節點100、110、120包含處理單元201，用於執行電腦程式軟體的指令，根據圖6。該圖進一步示出了用於存儲電腦程式軟體並於處理單元201協作處理的存儲單元202。這樣的處理單元201和存儲單元202可以由通用電腦或專用於節點100、110及/或120的電腦提供。
[0086]移動節點中的過程或方法，例如能夠確定設備位置的定位系統的移動節點100，將根據圖3進行描述。在第一步S100，定位請求消息，包括移動節點100中接收到的設備110的標識。定位請求消息也可能是從例如遠程節點120接收。在下一步驟S110，移動節點100向設備110發送警報信號，包括設備110的標識。在下一步驟S120，移動節點100接收到來自設備110的響應信號，包括設備110。在步驟S130，在移動節點100中通過分析接收到的響應信號，計算設備110的距離或方向，因此能夠確定設備110的位置。根據一個實施例在進一步可能的步驟中，定位請求消息的響應包括計算出的設備110的距離或方向和移動節點100的位置被發送到遠程節點120。根據一個實施例，通過測量信號強度或信號延時來計算到設備110的距離。根據一個實施例，通過確定最強信號方位來計算設備110的方向。
[0087]圖4示出了在設備中運行的過程或方法，例如通過移動節點100來確定設備110的位置的設備110。在第一步S200中，設備從移動節點100接收到警報信號，包括設備110的標識。在下一步驟210中，通過匹配接收到的標識和預編程的設備110的標識向設備110告警。在步驟220中，設備發送警報信號的響應，包括匹配所述接收到的標識的設備110的標識，因此能夠確定設備110的位置。根據一個實施例，警報信號的響應被重複發送。
[0088]圖5示出了在遠程節點中運行的過程或方法，例如確定設備110位置的遠程節點120。在第一步S300中，定位請求消息，包括設備110的標識，被發送到多個移動節點100。在下一步驟S310中，遠程節點120接收到至少一個定位請求消息的響應，包括計算出的移動節點100到設備110的距離，以及移動節點100的位置。在步驟S320中，在遠程節點120中通過計算移動節點100到設備110的距離並結合至少一個行動裝置100的位置確定設備110的位置。根據一個實施例，當從多個移動節點110接收到定位請求消息的響應，通過使用三角測量、多點定位或三邊測量中的任意方法來計算設備110的位置。根據一個實施例，遠程節點120由移動節點託管(is hosted)。
[0089]在一個實施例中，並未在附圖中示出，說明性的過程包含了如下步驟。將設備，如設備110，提供給一個對象，例如財產、商品或個人，即設備與對象相關聯。在現階段，設備是被動的可能只接收信號。在一個給定的點，用戶想要定位與設備相關聯的對象。那可能是，例如，特定對象失竊了，或丟失了，或者預測某人失蹤了。用戶可以通過遠程節點執行(register)指令，指令包括了開始定位的指令。隨後遠程節點可以通過向移動節點發送定位請求來開啟定位。接收到請求的移動節點，可以隨即向設備發送警報信號，設備與需要被定位的對象相關聯。移動節點的用戶可能不需要意識到與遠程節點或設備的通訊，設備可以被啟動。設備臨近的移動節點可能定位該設備，或至少測量信號，設備與需要被定位的對象相關聯。移動節點將接收到的信號和移動節點的位置發送到遠程節點，其中遠程節點可以確定與對象相關聯的設備的位置，如此用戶便可以定位失竊、丟失或失蹤的對象。
[0090]圖6示出了具有移動節點100、設備110和遠程節點120的方案的實施例的框圖。遠程節點120可能包含在移動節點100中的一個中。
[0091]遠程節點120可以是被設置為在移動節點100中運行的應用程式，如移動節點100:Ao在一個實施例中遠程節點120被設置為在這樣的環境中運行，遠程節點120安裝在移動節點100:A上，遠程節點120能夠使用移動節點100:A的定位能力。遠程節點120進而能夠與附近的移動節點通訊，如移動節點100:B和100:C。移動節點100:B和100:C可能處於移動節點100:A的附近，或者相對於包括遠程節點120的移動節點100:A被遠程定位，因此遠程節點120可以有能力與移動節點100:A及移動節點100:B和100:C都進行通訊，如此，遠程節點120能夠發送定位請求消息、接收定位請求消息的響應。
[0092]通過標準的適合傳送定位請求消息和接收響應的API (應用程式接口)，或通過其他適合的技術，由例如Java或Android提供，遠程節點120可以被設置為與移動節點100:A的環境進行內部通訊。對於在遠程節點120和移動節點100:B和100:C之間的通訊可能會使用不同的通訊手段，例如藍牙提供的PAN(個人區域網路)。另一個例子是由WIFI提供的WLAN(無線區域網路)。另一個例子是各個節點之間通過直接通訊或通過網際網路連接基於TCP/UDP/IP(傳輸控制協議/用戶數據報協議/網際網路協議)進行的通訊。
[0093]圖7示出了具有移動節點100、設備110、遠程節點120、用於運行遠程節點120和使用定位服務的服務客戶端160的計算機環境130的實施例。
[0094]遠程節點120可以被設置在計算機環境130中。計算機環境的例子包括網絡連接的計算機，應用程式伺服器，網站伺服器，數據設施，計算機雲，主機託管服務，但術語計算機環境不限制適合計算機環境130的其他術語。計算機環境130可以被設置為遠程節點120可以與移動節點100通訊。這種通訊可以在公共網際網路或在網際網路上的虛擬私人網絡或封閉的TCP/IP網絡或操作/服務提供商用於定位服務的專用網絡，但不限制使用其他類型的網絡的方案。
[0095]在一個例子中，遠程節點120位於計算機環境130的中央，因此它可以與移動節點100通訊，進而可以定位設備110，此方案的用戶幾乎不可能直接訪問遠程節點120。因此，此方案的用戶可以使用服務客戶端160來訪問遠程節點120。服務客戶端160的例子可以是網頁瀏覽器，安裝在行動裝置上的行動應用程式，或訪問遠程節點120的專用的客戶應用程式，但不限制其他客戶端方案。此方案的用戶可能通過服務客戶端160，通過請求附加在物品上的設備110的位置或距離來請求定位丟失或被盜的物品。一個可能的使用例子如下:用戶通過使用服務客戶端160來請求定位，設備110的標識可以作為請求的一部分輸入。通過知道設備110的標識，用戶可能只能被允許請求設備110的位置。用戶可能可以通過本領域技術人員熟知的類似AAA方案(Authenticat1n Authorizat1n Accounting認證、授權、計費)來獲得授權，不在本發明所述範圍內。
[0096]服務客戶端160可以與遠程節點130通過http、https或其他適合的協議進行通訊。遠程節點130可以向至少一個移動節點(100:A, 100:B, 100:C)發送定位請求消息，包括標識。移動節點(100:A，100:B, 100:C)可以發送警報信號到設備110。設備110可以接收警報信號，包括標識。通過匹配接收到的標識與預編程的標識，設備110可以被告警。所有移動節點100不一定和警報信號一起到達設備110。如果設備110接收到的警報信號所帶的標識不匹配預編程的標識，設備110可以忽略警報信號。
[0097]被警告的設備110可以發送警報信號的響應，包括標識，這樣移動節點便可以計算設備110的距離和/或方向。計算得到的距離和/或方向可以被發送到遠程節點120或被遠程節點120獲取，包括移動節點100的位置。遠程節點120可以使用到設備100的距離和/或方向以及移動節點100的位置來確定設備110的位置。
[0098]遠程節點120可以將設備110的位置以圖形呈現，表示供服務客戶端160來訪問，例如服務客戶端160朝向設備110的方向，或在地圖上表示出設備110的位置，但不限制其他表不方式。
[0099]圖8a示出了設備110與地理位置點140相距一定距離時的情形。遠程節點120可以被配置為確定設備110的位置是否在預定義距離D之內，或者確定設備110是否在預定義距離之外。根據一個實施例，遠程節點120確定位置是通過比較設備110和一組地理位置點140並計算它們之間的距離得到。根據另一個實施例，進一步在圖Sc中公開，地理位置點140是通過移動節點100的位置來確定。移動節點100的位置可以是動態的。
[0100]圖Sb示出了一種情況下的框圖，其中設備110從在預定義地理區域150內的第一位置移動到用虛線表示的在預定義地理區域150之外的第二位置。通過向地理區域140添加第三個維度的坐標，這可以被看作是地理空間(a geographical volume)(未示出)。遠程節點120可以被配置成確定設備110的位置是否在地理位置區域140或空間。根據一個實施例，遠程節點120通過比較設備110的位置和一組可接受的在地理位置區域140或空間之內或邊界上的位置來確認位置。根據各種各樣的實施例，可以通過用戶在地圖上指出區域，確定區域內部或外部，或者在地圖上指出一個邊界，來確定地理位置區域150。用戶也可以在坐標系內指出坐標，作為確定地理位置區域150的方法，但不限制其他確定一個區域或空間適合的方法。
[0101]遠程節點120進一步地被配置為可以發送警報信息到警報設備170，當確定設備110的位置在預定義的地理位置區域150或空間之外，和/或設備110與地理位置點140之間的距離超過預定義距離D，地理位置點140包含在移動節點100。根據一個實施例，警報設備170包括遠程節點120，移動節點100或設備110中的至少一個。根據一個實施例，遠程節點120被配置為重複地發送定位請求消息到多個移動節點100，以便連續地確定設備110的位置。
[0102]設備110來自例如移動節點100託管(hosted)的遠程節點120，130，或服務客戶端160，其中警報信息將警告移動節點100的用戶、服務客戶端160或配備設備110的人，如果設備110被運輸到超過允許的地理位置點140、地理位置區域150或空間，這將使連續跟蹤一個或多個設備110成為可能。例如，當被移動節點100確定的地理位置點140和一位家長攜帶的一部手機相關，一個孩子攜帶著設備110，這樣設備與孩子相關聯，孩子離開家長超過一個預定義的距離是不被允許的。根據另一個實施例，地理位置區域150或空間相當於一個建築工地的區域或空間，設備110被配置為建築工地內的工具，這樣每個設備與一個不允許離開所述建築工地的工具相關。
[0103]下面描述了幾個定位技術的例子。這些例子是為了說明設備110是如何確定方向、距離和/或位置。這些例子不限制使用其他技術。
[0104]最近的移動節點100。最基本的定位技術，是基於最接近的設備110的移動節點100確定位置。這可以通過查看設備110和移動節點100之間的關聯，或通過測量信號強度來進行。
[0105]計算客戶設備110和一個或多個移動節點100之間的大致距離。這種技術被稱為邊長測量法。距離可以根據信號強度或定時信息來計算。
[0106]接收信號強度指示(RSSI)-信號強度是測量在發射機的特定距離處接收的發送信號的強弱，信號強度隨距離、障礙物和幹擾的射頻信號變化。多徑衰落也會影響信號強度。在W1-Fi網絡中，信號強度定義為接收信號強度指示(RSSI)。RSSI可以由移動節點100測量，連結質量指示(LQI)是接收的信號的當前質量的度量。LQI可提供接收的信號被解調的難易程度的評估，通過累加理想星叢(ideal constellat1ns)與接收的信號之間的誤差的大小，跟隨在同步字後面的64個符號。
[0107]到達時間的差異(TD0A，也是飛行時間)_距離可以根據信號傳播時間計算。無線電波以一個已知的速度通過無線介質。因此，如果傳輸時間和信號到達時間是已知的，距離可以被計算出來。到達的時間差(TDOA)是這樣的技術的一個例子。在TDOA中，位置可以基於信號到達不同的移動節點100時時間上的差異計算。
[0108]角度(AOA)-代替定時信息，角度可以被用於計算位置。在每一個接入點，該無線信號以某一角度到達。通過使用到達兩個移動節點100的角度之間的幾何關係，估計的位置可以被計算出來。
[0109]三角測量和三邊測量，-當基於來自三個或更多個移動節點100的角測量估計位置的方法被稱為三角測量。來自多個接入點的信號強度或時間信息，也可以一起使用，以形成覆蓋圓和交叉點。如果計算與至少三個不同的移動節點100的距離，這種技術被稱為三邊測量。使用算法，基於來自不同的移動站100的信息，設備110最有可能的位置可被指出。用於計算位置的移動節點100越多，越有可能得到一個準確的近似值。
[0110]位置圖案-上述位置確定技術沒有考慮到信號傳播特性，如反射，衰減和多徑衰落。但是，與位置圖案化技術，例如實際的無線介質的特性在位置計算中考慮。位置圖案化技術可能需要校準，以便記錄無線信號在環境傳播。在該校準階段，RF特性和關於障礙是如何影響傳播的現實世界的數據，可被收集並預先存儲在資料庫中。這些信息然後可以與來自移動節點100的實時信息進行比較，以獲得更精確的位置的近似值。
[0111]多範圍估計定位器MREL (多範圍估計定位)使用Andrews的位置測量單元(LMU)。MREL可使用發送時間和信號的到達時間，以確定一個設備110可以位於的圓形範圍環。這個定位可以由多個範圍環的最佳交集估計。相反地，TDOA計算在多對接收機之間的移動信號的到達時間差。到達時間差確定設備10可能所處之處的接收器之間雙曲線。這種定位然後可通過多個雙曲線的最佳交集進行估計。
[0112]在一個實施例中，距離或位置可通過使用至少一個來確定:關聯或信號強度、定時信息、接收信號強度指示(RSSI)、鏈路質量指示(LQI)、到達時間差/到達時間(TD0A/T0A)、角度(AOA)、三角測量和/或三邊測量、位置圖案、多範圍估計定位器MREL (多範圍估計定位)，與其他提到的解決方案組合。
[0113]圖9示出了這個解決方案的一個實施例。移動節點100可以被重定位到不同的位置。不同位置可能在坐標系中表示。一個例子是，其中移動節點100的開始點被確定為坐標為「O」。當移動節點100被重新定位，在每個從設備110接收到的信號的點，新的坐標被確定。那裡通過有可能使用一個移動節點100模擬多個移動節點100，其中，模擬的多個移動節點100可以比單個移動節點100更好地確定設備110的位置。移動節點100可通過使用GPS等確定其坐標。移動節點100也可確定相對坐標，通過使用例如陀螺、磁羅盤、加速度計、傾斜傳感器、陀螺儀、高度計中的一個，而不限制其他類型的用於測量運動和/或相對位置的傳感器。
[0114]在一個實施例中，未示於圖9中，坐標系可以是一個三維坐標系統，當移動節點100被重定位，在重定位過程中確定從設備110接收到的每個信號的三維坐標。
[0115]移動節點100的用戶可通過各處移動，模擬一組用戶，其中每個用戶具有一個移動節點100，從而比用單個移動節點100固定在一個點有可能以更好地確定設備110的位置。
[0116]在一個實施例中，到達的時間差是由設備110測量的，而不是移動節點100。說明性的例子是，其中至少一個移動節點100發送一個信號，例如警報信號或任何其它信號，以使得該設備110可以測量從移動節點100到設備110的飛行時間。設備110可以發送警報信號或任何其他的信號的響應，該響應包括設備110的標識，也包括測量的移動節點100和設備110之間傳輸時間。此外設備110可基於移動節點100和設備110之間所測量的傳輸時間，確定移動節點100和設備110之間的距離。由設備110發送的響應可以包括:設備110的標識，測量的移動節點100和設備110之間的傳輸時間，以及確定的移動節點100和設備110之間的距離。在一個實施例中，時間測量可以精確到微秒。在另一個實施例中，時間測量可以精確到納秒。
[0117]用設備110而不是移動節點100測量時間到達、到達時間差或飛行時間，可能存在的優點。一個優點可以是，採用設備110測量信號飛行時間比採用移動節點100測量時間可能更容易。另一個優點可以是，設備110可以適於以一個更高的精度測量時間。另一個優點可以是，在設備中進行測量，更多移動節點100可以參與定位設備110，具有更好的準確度，然後只移動節點100具有測量時間的支持。設備110中測量時間的另一個優點是，有多個用於確定一個移動終端和設備110之間的距離的附加源，能夠避免信號反射和其它幹擾。
[0118]在一個情況下存在多個移動節點100，設備100可以向每個移動節點100發送響應，從中設備100已接收到有效標識。響應可以包括以下任一項:標識、測得的傳輸時間與確定的距離。多個移動節點100可以更好地確定設備110的位置。
[0119]圖10示出的實施例的一個例子的信號圖。移動節點100可以將警報信號發送到設備110，包括標識。警報信號可以表示為「設置安全」。設備110可用設備110的標識響應。來自設備110的響應，也可以表示為「安全應答」。從移動節點100至設備110的警報信號與從設備110至移動節點100的響應，可能是安全設置和安全應答的預先步驟。指令可以從移動節點100發送到設備110，開始測量的指令。設備110可以發送時間戳信號的響應，隨後由移動節點100返回該信號，以使得設備110可以測量設備110和移動節點100之間的時間的，或測量往返時間。測量可以被重複，直到得到一個健壯平均測量。最後一步可以是從設備110向移動節點110發送測量結果。發送的結果可能是一個平均值，或所有的測量值，或某些部分合併的測量結果。
[0120]圖11示出了設備110的實施例。該設備110通過各自的電腦程式的程序模塊可被實現，電腦程式包括代碼手段，由處理單元201上運行時使設備110以執行上述動作。所述處理單元201可以包括單個中央處理單元(CPU)，或者可以包括兩個或更多個處理單元。例如，處理單元201可以包括通用微處理器，指令集的處理器和/或相關晶片組和/或專用微處理器，例如專用集成電路(ASIC)中。處理單元201還可以包括用於高速緩存的存儲器。
[0121]每個電腦程式可以被設備110中的電腦程式產品202承載，如圖1、2、6、7等所示進行，以具有計算機可讀介質的存儲器的形式，並且被連接到處理單元201。該電腦程式產品202或存儲器因而包括計算機可讀介質，在其上存儲電腦程式，如以電腦程式模塊「M」的形式。例如，存儲器202可以是閃速存儲器、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)或電可擦除可編程ROM(EEPROM)，以及程序模塊m能在可替代實施例中被分布在不同的電腦程式產品中，在裝置202中的存儲器的形式。
[0122]該設備110還可以包括通信單元210。所述通信單元可以被設置為與移動節點100進行通信。通信單元210還可以設置為用於編程和/或配置設備110。在一個實施例中，通信單元210 可以包括米用 IEEE 802.11 (Institute of Electrical and ElectronicsEngineers)通信的晶片集，包括但不限於802.lla/b/n或其他類似的即將到來的標準。通信單元210所支持的標準的其他實例是:ZigBee、藍牙、RFID (射頻標識)、USB (通用串行總線)。通信單元210可以包括天線。通信單元210可以是連接到外部天線。
[0123]設備110可以包括電源單元220。電源單元220的實例是，電池、電容器、燃料電池、太陽能電池、電感性接觸、USB觸點(通用串行總線)、有線接觸，而不限制適合於電源單元220的其他實施例。
[0124]根據該解決方案的定位系統的一個實施例進行了說明。然而，本領域技術人員認識到，這可能在所附權利要求的範圍之內，而不脫離本發明的思想的情況下可以改變。
[0125]上述所有描述的替代實施例或一實施例的部分不脫離發明構思可以自由組合，只要所述組合不自相矛盾。
【權利要求】
1.一種能夠確定設備(110)位置的移動節點(100)中的方法，其特徵在於，所述方法包括: -接收定位請求消息，包括所述設備(110)的標識， -向設備(110)發送警報信號，包括所述設備(110)的標識， -接收來自所述設備(110)的響應信號，包括所述設備(110)的標識，以及-通過測量所述接收到的響應信號計算到所述設備(110)的距離或方向，從而能夠確定所述設備(110)的位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於， -所述定位請求消息，包括從遠程節點(120)接收的所述設備(110)的標識。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於， -將所述定位請求消息的響應，包括所述計算得到的到所述設備(110)的距離或方向，和所述移動節點(100)的位置，發送至遠程節點(120)。
4.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於， -通過測量所述信號強度或信號延遲來計算到所述設備(110)的所述距離。
5.如權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於， -通過確定和最強信號強度的方位來計算到所述設備(110)的所述方向。
6.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於， -所述移動節點(100)接收來自第一接收設備中的所述設備(110)和第二接收設備的響應信號，其中所述第二接收設備是麥克風設備。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於， -所述麥克風設備進一步接收來自所述設備(110)的聲音信號。
8.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其特徵在於， -所述移動節點(100)從第三接收設備的所述設備(110)接收響應信號，其中 -所述第三接收設備是獨立的天線設備，可安裝於移動節點(100)。
9.如權利要求1至8中任一項所述的方法，其特徵在於，進一步包括 -重複執行如權利要求1至8所述的方法。
10.一種通過移動節點(100)能夠確定設備(110)位置的設備(110)中的方法，其特徵在於，所述方法包括: -接收來自所述移動節點(100)的警報信號，包括所述設備(110)的標識， -通過匹配接收到的標識和預編程的所述設備(110)的標識來向所述設備(110)報警，-發送所述警報信號的響應，包括匹配所述接收到的標識的所述設備(110)的所述標識，進而能夠確定所述設備(110)的位置。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於， -所述警報信號的響應被重複發送。
12.如權利要求10或11所述的方法，其特徵在於， -聲音信號被發送，對所述警報信號做出反應。
13.如權利要求10至12中任一項所述的方法，其特徵在於， -通過測量飛行時間來測量到所述移動節點(100)的所述距離。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於， -所述測量的結果被發送到所述移動節點(100)。
15.—種遠程節點(120)中用於確定設備(110)位置的方法，其特徵在於，所述方法包括: -向多個移動節點(100)發送定位請求消息，包括所述設備(110)的標識， -接收至少一個對於定位請求消息的響應，包括計算得到的從所述移動節點(100)到所述設備(110)的距離，和所述移動節點(100)的位置， -通過計算從所述移動節點(100)到所述設備(110)的距離，結合至少一個行動裝置(100)的位置，確定所述設備(110)的位置。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，進一步包括: -確定所述設備(110)的位置是否在預設的地理位置區域(150)或空間內，和/或所述設備(110)的位置是否離地理位置點(140)在預設的距離D之內。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，進一步包括: -向警報設備發送警報信息，依據確定的所述設備(110)的位置在預設的地理位置區域(150)或空間外，和/或所述設備(110)的位置是否離所述地理位置點(140)超過預設的距離D。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於， -所述遠程節點(120)，所述移動節點(100)或所述服務客戶(160)中至少一個包括所述警報設備。
19.如權利要求16至18中任一項所述的方法，其特徵在於， -所述地理位置點(140)由移動節點(100)的位置定義。
20.如權利要求15至19中任一項所述的方法，其特徵在於， -所述定位請求消息被重複發送。
21.如權利要求15至20中任一項所述的方法，其特徵在於， -當對所述定位請求消息的響應從多個移動節點(100)接收，所述設備(110)的位置通過使用三角測量，或者多點定位，或三邊測量中的任何一種計算。
22.如權利要求15至21中任一項所述的方法，其特徵在於，所述遠程節點(120)是由移動節點(100)託管。
23.—種移動節點(100)，被配置成能夠確定設備(110)的位置，其特徵在於， -所述移動節點(100)被配置成接收定位請求消息，包括所述設備(110)的標識， -所述移動節點(100)被配置成發送警報信號給所述設備(110)，包括所述設備(110)的標識， -所述移動節點(100)被配置成從所述設備(110)接收響應信號，包括所述設備(110)的標識，以及 -所述移動節點(100)被配置成通過測量所述接收的響應信號來計算到所述設備(110)的距離或方向，進而能夠確定所述設備(110)的所述位置。
24.如權利要求23所述的移動節點(100)，其特徵在於， -所述移動節點(100)被配置成從遠程節點(120)接收定位請求消息，包括所述設備(110)的標識。
25.如權利要求23或24所述的移動節點(100)，其特徵在於， -所述移動節點(100)被配置成向所述遠程節點(120)發送對於所述定位請求消息的響應，包括計算得到的到所述設備(110)的距離或方向，和所述移動節點(100)的位置。
26.如權利要求23至25中任一項所述的移動節點(100)，其特徵在於， -通過測量所述信號的強度或信號延遲來計算到所述設備(110)的所述距離。
27.如權利要求23至26中任一項所述的移動節點(100)，其特徵在於， -通過確定最強信號強度的方位來計算到所述設備(110)的所述方向。
28.如權利要求23至27中任一項所述的移動節點(100)，其特徵在於， -所述節點被配置成接收來自第一接收設備中的所述設備(110)和第二接收設備的響應信號，其中所述第二接收設備是麥克風設備。
29.如權利要求28所述的移動節點(100)，其特徵在於， -來自所述設備(110)的所述響應信號包括聲音信號，由所述麥克風設備接收。
30.如權利要求23至29中任一項所述的移動節點(100)，其特徵在於， -第三接收設備被配置成接收來自所述設備(110)的所述響應信號，其中所述第三接收設備是獨立的天線設備，可安裝於所述移動節點(100)。
31.—種被配置成通過移動節點(100)能夠確定所述設備(110)位置的設備(110)，其特徵在於， -所述設備(110)被配置成接收來自所述移動節點(100)警報信號，包括所述設備(110)的標識， -所述設備(110)被配置成通過匹配所述設備(110)的預編程標識和接收到標識來向所述設備(110)報警， -所述設備(110)被設置成發送所述警報信號的響應，包括匹配所述接收的標識的所述設備(110)的標識，進而能夠確定所述設備(110)的位置。
32.如權利要求31所述的設備，其特徵在於， -所述設備(110)被配置為重複地發送所述警報信號的響應。
33.如權利要求31或32所述的設備，其特徵在於， -所述設備(110)被配置成發送聲音信號響應所述警報信號。
34.如權利要求31至33中任一項所述的設備，其特徵在於， -所述設備(110)被配置成通過測量飛行時間來測量到所述移動節點(100)的距離。
35.如權利要求34所述的設備，其特徵在於， -所述設備(110)被配置成發送所述測量結果給所述移動節點(100)。
36.—種被配置成確定設備(110)的位置的遠程節點(120)，其特徵在於， -所述遠程節點(120)被配置成向多個移動節點(100)發送定位請求消息，包含所述設備(110)的標識， -所述遠程節點(120)被配置成接收至少一個所述定位請求消息的響應，包括計算得出的從所述移動節點(100)到所述設備(110)的距離，和所述移動節點(100)的位置， -所述遠程節點(120)被配置成通過計算從所述移動節點(100)到所述設備(110)的距離，結合至少一個移動節點(100)的位置，確定所述設備(110)的位置。
37.如權利要求36所述的遠程節點(120)，其特徵在於， -所述遠程節點(120)被配置成確定所述設備(110)的位置是否在預設的地理位置區域(150)或空間內，和/或所述設備(110)的位置是否離地理位置點(140)在預設的距離D之內。
38.如權利要求36或37所述的遠程節點(120)，其特徵在於， -所述遠程節點(120)被配置成向警報設備發出警報信息，依據確定所述設備(110)的位置在預設的地理位置區域(150)或空間之外，和/或所述設備(110)的位置是否離地理位置點(140)超過預設的距離D。
39.如權利要求38所述的遠程節點(120)，其特徵在於，所述警報設備包括所述遠程節點(120)，所述移動節點(100)或所述設備(110)中至少一個。
40.如權利要求37至39中任一項所述的遠程節點(120)，其特徵在於， -所述地理位置點(140)由移動節點(100)的位置確定。
41.如權利要求36至40中任一項所述的遠程節點(120)，其特徵在於， -所述遠程節點(120)被配置為重複發送定位請求消息。
42.如權利要求36至41中任一項所述的遠程節點(120)，其特徵在於， -所述遠程節點(120)被配置為當所述定位請求消息的響應從多個移動節點(100)接收，所述設備(110)的位置通過使用三角測量，或者多點定位，或三邊測量中的任何一種計笪並ο
43.如權利要求36至42中任一項所述的遠程節點，其特徵在於， -所述遠程節點(120)是由移動節點(100)託管。
44.一種電腦程式，其特徵在於，包括計算機可讀代碼手段，當運行在移動節點中，根據權利要求23至30中任一項，所述移動節點被設置為能夠確定設備的位置，導致所述移動節點被配置為執行根據權利要求1至9中任一項的相應方法來確定設備的位置。
45.—種電腦程式產品，其特徵在於，包含計算機可讀介質和如權利要求44所述的電腦程式，其中所述電腦程式存儲在所述計算機可讀介質上。
46.一種電腦程式，其特徵在於，包括計算機可讀代碼手段，當運行在設備中，根據權利要求31至35中任一項，所述設備被設置為通過移動節點能夠確定設備的位置，導致所述設備被配置為執行根據權利要求10至14中任一項的相應方法來確定設備的位置。
47.一種電腦程式產品，其特徵在於，包含計算機可讀介質和如權利要求46所述的電腦程式，其中所述電腦程式存儲在所述計算機可讀介質上。
48.一種電腦程式，其特徵在於，包括計算機可讀代碼手段，當運行在遠程節點中，根據權利要求36至43中任一項，所述遠程節點被配置為確定設備的位置，導致所述遠程節點被配置為執行根據權利要求15至22中任一項的相應方法來確定設備的位置。
49.一種電腦程式產品，其特徵在於，包含計算機可讀介質和如權利要求48所述的電腦程式，其中所述電腦程式存儲在所述計算機可讀介質上。
【文檔編號】G08B21/24GK104508509SQ201380036187
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2012年7月6日
【發明者】哈坎·達克夫喬迪 申請人:奈達科技瑞典有限公司