一種新型可攜式電子追蹤定位系統的製作方法
2023-06-14 13:46:41 1
一種新型可攜式電子追蹤定位系統的製作方法
【專利摘要】一種將移動運營網的基站的定位技術與無線射頻定位技術相結合的新型電子追蹤定位系統，將移動運營網絡基站定位技術與無線射頻定位技術相結合併使用微處理器（MCU）進行數據處理與分析，從而快速地給出信號發射端的準確位置信息，尤其對於複雜的環境，諸如樓宇間、地下室、樓層內等複雜地形，也能快速搜索到目標的準確位置。可廣泛地應用於生活援助領域，為老人和兒童等需要生活援助的人群提供可隨身攜帶的實時追蹤定位服務，具有定位精度高、實時性能好、小型化、操作簡便、成本低廉、可靠性高等特點。
【專利說明】一種新型可攜式電子追蹤定位系統
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種將移動運營網的基站的定位技術與無線射頻定位技術相結合的新型電子追蹤定位系統，可廣泛地應用於生活援助領域，為老人和兒童等需要生活援助的人群提供可隨身攜帶的實時追蹤定位服務，具有定位精度高、實時性能好、小型化、操作簡便、成本低廉、可靠性高等特點。
【背景技術】
[0002]傳統的衛星定位技術(如GPS全球定位系統等)，利用導航衛星進行測時和測距，通過接收設備接收衛星信號測定衛星信號傳播的時間延遲或相位延遲，從而解算出接收機遇GPS衛星間的距離。測量距離精度則在30米以內，但基於衛星定位的特點，GPS定位對於地面同一地點不同高度上的目標的定位不是特別敏感，而且對於衛星信號不強室內環境使用性也不是很好。
[0003]而移動運營網絡基站定位技術是指通過特定的定位技術來獲取移動手機(SM卡)或終端用戶的位置信息(經緯度坐標)，在電子地圖上標出被定位對象位置的技術。它利用基站對手機的距離的測算距離來確定用戶位置，測量精度很大程度依賴於基站的分布及覆蓋範圍的大小，基站的定位的誤差大致在300米左右。同GPS定位相比，前者使用衛星的是衛星定位，定位精確較高，但在室內無法定位，而且比較費電。基站定位技術的精度較低，但是可以在室內定位。
[0004]無線射頻定位技術則是根據同一發射功率無線射頻信號在不同距離傳播時信號強度衰減不同，從而計算出信號發射端同信號接收端之間的相對距離。無線射頻定位技術對環境條件要求不高且不易受外界複雜條件的影響，具有使用方便，信號收發速度快，響應實時性好等優點，極適用於在室內環境以及一些衛星定位使用不便的環境下使用，一般的無線射頻定位範圍在方圓I公裡範圍左右。
[0005]本發明專利將移動運營網絡基站定位技術與無線射頻定位技術相結合併使用微處理器(MCU)進行數據處理與分析，從而快速地給出信號發射端的準確位置信息，尤其對於複雜的環境，諸如樓宇間、地下室、樓層內等複雜地形，也能快速搜索到目標的準確位置。
【發明內容】
[0006]本發明專利主要解決的技術問題是設計並提供了一種定位精度高的可應用於生活援助領域的可攜式電子追蹤定位系統。本發明專利從原理上將移動運營網絡基站定位技術與無線射頻定位技相結合，從而得到一種定位精度更高便於在樓宇內進行追蹤搜索的新型電子追蹤定位系統，解決了傳統的定位技術只能定位在地面上一點而無法得到樓層間縱向位置信息的弱點。
[0007]本發明主要應用於生活援助領域，為老人和兒童提供可隨身攜帶的嵌入式系統終端，實現人員的定位與追蹤，本發明專利所採用的技術方案是:將移動運營網絡的基站的定位模塊同無線射頻定位模塊集成在一起，並使用微處理器(MCU)對移基站的定位信號和無線射頻信號進行數據處理與分析，使用顯示模塊給出相對距離數值，亦可以使用音頻模塊輸出可以表徵相對距離的音頻信號。
[0008]在進行定位時，首先由定位信號發送端(追蹤方)發送指令信號(手機信號)給定位信號接收端(被追蹤方)，定位信號接收端(被追蹤方)接收到指令信號後，定位信號發送端(追蹤方)發送移動基站定位信號，追蹤方接收到基站定位應答信號後，可以判定被追蹤方的大致位置信息(誤精度在300米之內，如在某條街道的範圍內)。追蹤方前往至被追蹤方附近後，啟動無線射頻收發模塊，定位信號發送端(追蹤方)不斷以固定的發射功率向周圍空間發送已加密過的指令信號，定位信號接收端(被追蹤方)接收到指令信號並正確解碼後也向周圍空間以固定的發射功率發出已加密過的應答信號，定位信號發送端(追蹤方)根據正確接收到的應答信號的強度衰減情況計算出同被追蹤方之間的相對物理距離，這樣就可以不同距離不同方位的間隔測量來探測出被追蹤方的方位信息和相對距離，從而實現迅速追蹤定位到被追蹤方的功能。
[0009]本發明專利所設計的新型可攜式電子追蹤定位系統具有以下特點:
1.集成度高，便攜性好，所有使用的晶片與電子元器件都集成在一塊電路板上，體積小,重量輕；
2.成本低廉，所使用的都是比較常用的電子元器件和相關晶片，利於大規模生產；
3.採用模塊化設計，結構簡單，便於組裝和調試；
4.數位化電路的設計保證了高穩定度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為無線射頻模塊硬體系統電路原理圖
圖2為新型可攜式電子追蹤定位系統硬體系統設計框圖 圖3為新型可攜式電子追蹤定位系統軟體系統設計框圖
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖給出具體實施方法，進一步說明本發明專利的新型可攜式電子追蹤定位系統的設計和調試方法。
[0012]在系統硬體具體實現方面，採用STC15F201EA系列MCU作為嵌入式系統終端的控制核心，所使用的移動基站定位模塊的是中國移動的手機SIM卡定位模塊，其定位精度大約300米，系統電源供電方式為3.7V鋰電池供電。在無線射頻模塊上，使用Si4432無線收發晶片實現不同終端之間方圓I公裡之內的通訊，利用Si4432中的數字接收信號強度指示寄存器(RSSI)來識別接收信號的強度，進一步通過MCU控制尋址寄存器中預存的相對應的相對距離數值，並通過通用顯示模塊LCM045A來進行距離數值顯示，同時使用有源蜂鳴器的響應聲音次數來表徵相對距離大小。
【權利要求】
1.一種新型可攜式電子追蹤定位系統，可提供隨身攜帶的實時追蹤定位服務，其特徵是:將移動運營網絡基站定位技術與無線射頻定位技術相結合併使用微處理器(MCU)進行數據處理與分析，從而快速地給出信號發射端的準確位置信息。
2.根據權利要求1所述的新型可攜式電子追蹤定位系統，其特徵是:使用微處理器(MCU)對移基站的定位信號和無線射頻信號進行數據處理與分析，使用顯示模塊給出相對距離數值，亦可以使用音頻模塊輸出可以表徵相對距離的音頻信號。
3.根據權利要求1所述的新型可攜式電子追蹤定位系統，其特徵是:得到一種定位精度更高便於在樓宇內進行追蹤搜索的新型電子追蹤定位系統，解決了傳統的定位技術只能定位在地面上一點而無法得到樓層間縱向位置信息的弱點。
4.根據權利要求1所述的新型可攜式電子追蹤定位系統，其特徵是:定位信號發送端發送指令信號給定位信號接收端，定位信號接收端接收到指令信號後，定位信號發送端發送移動基站定位信號，追蹤方接收到基站定位應答信號後，可以判定被追蹤方的大致位置信息。
5.根據權利要求1所述的新型可攜式電子追蹤定位系統，其特徵是:採用MCU作為嵌入式系統終端的控制核心，所使用的移動基站定位模塊的是手機SIM卡定位模塊，系統電源供電方式為鋰電池供電。
6.根據權利要求1所述的新型可攜式電子追蹤定位系統，其特徵是:無線射頻模塊上，使用Si4432無線收發晶片實現不同終端之間方圓I公裡之內的通訊。
7.根據權利要求1所述的新型可攜式電子追蹤定位系統，其特徵是:用Si4432中的數字接收信號強度指示寄存器(RSSI)來識別接收信號的強度，進一步通過MCU控制尋址寄存器中預存的相對應的相對距離數值。
8.根據權利要求1所述的新型可攜式電子追蹤定位系統，其特徵是:通過通用顯示模塊LCM045A來進行距離數值顯示，同時使用有源蜂鳴器的響應聲音次數來表徵相對距離大小。
【文檔編號】G01S5/00GK103698739SQ201310090886
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年3月21日 優先權日:2013年3月21日
【發明者】欒天, 周天偉, 馬兆遠 申請人:北京志光伯元科技有限公司