Zigbee定位系統及其中定位標籤定位點切換方法與流程
2023-04-28 20:47:26 1
本發明涉及通信技術領域，特別涉及一種zigbee(紫蜂協議)定位系統及zigbee定位系統中定位標籤定位點切換方法。
背景技術：
zigbee無線通信技術是一種低速率、低功耗、低成本的雙向無線通信網絡技術，可廣泛應用於各個行業監控、安全系統、傳感器傳輸網絡、智能家居控制等領域。它工作在868mhz、915mhz和2.4ghz三個頻段上，共有27個信道，通訊距離從標準的75m到幾百米、甚至上千米。其中，工作於2.4ghz頻段時提供250kbps的數據傳輸率，適用於高吞吐量、低延時或低作業周期的場合；工作於868/915mhz頻段時提供20kbps、40kbps的數據傳輸率，適用於低速率、高靈敏度和大面積的場合。
zigbee協議棧是基於標準的七層開放式系統互聯(osi)模型，但僅對那些涉及zigbee的層給予定義。ieee(電氣和電子工程師協會)802.15.4-203標準定義了物理層(phy)和介質接入控制子層(mac)；zigbee聯盟提供了網絡層(nwk)和應用層(apl)框架的設計。其中應用層的框架包括應用支持子層(aps)、zigbee設備對象(zdo)和由製造商制定的應用對象。zigbee協議棧的每一層為其上層提供一組特定的服務：一個數據實體提供數據傳輸服務，一個管理實體提供其他全部服務。每個服務實體通過一個服務接入點(sap)為其上層提供服務結構，並且每個sap提供了一系列的基本指令來完成相應的功能。
基於zigbee協議棧的定位網絡由三種設備節點組成：中心節點、參考節點和終端標籤。中心節點是網絡的發起者和組織者；參考節點負責網絡內信息幀的路由並提供定位點的參考坐標；終端標籤則是需要定位的移動個體。標籤的信號廣播後被參考節點接收並根據信號強度轉換為距離信息，該距離 信息隨後附加參考節點的id(身份標識)信息都反饋到標籤。周期時間內，標籤對比接收到的各個參考節點的距離信息，進行排序後將距離最近的參考節點信息發到中心節點。中心節點匯總所有標籤的信息並傳遞到後臺web(全球資訊網)伺服器上，根據參考節點的坐標和到標籤的距離在2d(二維)位置圖中標記出位置。
上述三種設備節點組成的網絡可以有多種屬性，比如室內和室外，比如1號樓的第3層和2號樓的第2層等等。在不同的屬性之間如果要進行切換必須要經過共同的網絡節點，比如室內到室外，必須由室內的節點到門口網絡節點再由此門口網絡節點切換到室外的節點去，因為正常情況下人在室內帶著定位標籤移動不可能通過除了門以外的其他方法到達室外的。當然實際情況可能存在人在室內帶著定位標籤正好對著窗口以外的室外節點，而室內又由於定位標籤被阻擋而獲取不到信號，此時的定位標籤的的確確獲得的室外信號更強，導致定位位置出現偏差。
當然，也存在這種可能，那就是當室內通過門口的網絡節點切換到室外時，由於種種原因，後臺沒有接收到門口的網絡節點的上報信息，導致定位位置出現偏差。
因此，在實際的定位應用中，存在室內、室外兩種場景，由於位置節點具體的位置原因，如室內有實體牆阻隔、室外位置節點靠近窗戶等多種特殊情況，導致定位標籤在室內的時候組網到了室外的位置節點，在後臺上也就顯示在了室外的位置，還有可能定位標籤掛載到了其它樓層的位置節點上，都會出現定位位置偏差的問題。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中由於位置節點具體的位置原因導致定位標籤在室內的時候組網到了室外的位置節點，在後臺上也就顯示在了室外的位置的缺陷，提供一種zigbee定位系統及其中定位標籤定位點切換方法。
本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：
本發明提供一種zigbee定位系統，其包括一後臺和多個組網設備，該些組網設備中的一個組網設備作為可移動的定位標籤、其他所有組網設備位於至少兩個不同的區域中，該後臺是對該些組網設備的相對位置的再現，其特點在於，將該兩個不同的區域中的一個區域中距離另一個區域距離最近的組網設備標記為切換節點；
作為定位標籤的組網設備用於定位該作為定位標籤的組網設備相對於其他組網設備的位置信息，每一位置信息均包括組網設備的識別信息和相對於該組網設備的位置；
該作為定位標籤的組網設備還用於判斷該些位置信息中位置相對於各自的組網設備的遠近，並將位置最近對應的位置信息上報至該後臺；
該後臺用於在接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備作為切換節點的組網設備時，將作為定位標籤的組網設備定位顯示於其後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
較佳地，該後臺還用於在先後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備是均未作為切換節點的組網設備、且分別位於不同的區域中時，從後接收到位置信息起算的一時間段內將作為定位標籤的組網設備定位顯示於先接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
較佳地，該後臺還用於在長時間段後將作為定位標籤的組網設備定位顯示於後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
本發明還提供一種zigbee定位系統中定位標籤定位點切換方法，其特點在於，其利用上述的zigbee定位系統實現，該定位標籤定位點切換方法包括以下步驟：
s1、作為定位標籤的組網設備定位該作為定位標籤的組網設備相對於其他組網設備的位置信息，每一位置信息均包括組網設備的識別信息和相對於該組網設備的位置；
s2、該作為定位標籤的組網設備判斷該些位置信息中位置相對於各自的 組網設備的遠近，並將位置最近對應的位置信息上報至該後臺；
s3、該後臺在接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備作為切換節點的組網設備時，將作為定位標籤的組網設備定位顯示於其後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
較佳地，步驟s2之後還包括以下步驟：
該後臺在先後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備是均未作為切換節點的組網設備、且分別位於不同的區域中時，從後接收到位置信息起算的一時間段內將作為定位標籤的組網設備定位顯示於先接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
較佳地，該後臺在長時間段後將作為定位標籤的組網設備定位顯示於後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。
本發明的積極進步效果在於：
本發明減少了zigbee定位系統中定位標籤定位點突變的可能性，且使得定位點在不同的區域間正常切換。
附圖說明
圖1為本發明較佳實施例的zigbee定位系統的示意圖一。
圖2為本發明較佳實施例的zigbee定位系統的示意圖二。
圖3為本發明較佳實施例的zigbee定位系統中定位標籤定位點切換方法的流程圖。
具體實施方式
下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。
本實施例提供一種zigbee定位系統，其包括一後臺和多個組網設備，該 些組網設備中的一個組網設備作為可移動的定位標籤、其他所有組網設備位於至少兩個不同的區域中，該後臺是對該些組網設備的相對位置的再現。
參見圖1，該兩個不同的區域為室內和室外，該室內的組網設備中的一個組網設備作為中心節點1、其他所有組網設備均作為參考節點，如圖1的參考節點1和2；該室外的組網設備中的一個組網設備作為中心節點2、其他所有組網設備均作為參考節點，如圖1的參考節點3。
而且，本實施例將該兩個不同的區域中的一個區域中距離另一個區域距離最近的組網設備標記為切換節點，例如將圖1中該室內中的作為參考節點2的組網設備標記為切換節點。
下面具體介紹各組件的功能：
作為定位標籤的組網設備用於定位該作為定位標籤的組網設備相對於其他組網設備的位置信息，每一位置信息均包括組網設備的識別信息和相對於該組網設備的位置；
該作為定位標籤的組網設備還用於判斷該些位置信息中位置相對於各自的組網設備的遠近，並將位置最近對應的位置信息上報至該後臺；
該後臺用於在接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備作為切換節點的組網設備時，將作為定位標籤的組網設備定位顯示於其後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
例如，見圖1，相較於其他的組網設備，當前作為定位標籤的組網設備距離作為參考節點1的組網設備最近，作為定位標籤的組網設備將位置最近對應的位置信息上報至該後臺，該位置信息中包括有參考節點1和相對於參考節點1的組網設備的位置。
當用戶攜帶作為定位標籤的組網設備逐漸移動，且先後經過作為參考節點2且被標記為切換節點的組網設備和作為參考節點3的組網設備時，作為定位標籤的組網設備將位於作為參考節點2的組網設備附近位置時的位置信息和位於作為參考節點3的組網設備附近位置時的位置信息先後上報給該後臺。該後臺先將作為定位標籤的組網設備定位顯示於先接收到的位置信息中 參考節點2對應的組網設備的對應的位置處，然後，由於參考節點2為切換節點，所以該後臺在接收到後一位置信息時將作為定位標籤的組網設備定位顯示於參考節點3對應的組網設備的對應的位置處。另外，當定位標籤在室內獲得了更強的室外節點的信號，而這個節點又不是可以切換到室外的那個節點，那麼後臺可以將其定位到上一次室內的節點下。
當然，也存在這種可能性，即當室內通過門口的網絡節點切換到室外時，由於種種原因，後臺沒有接收到門口的網絡節點的上報信息，那麼接下來定位標籤在室外移動可能都會被定位在室內，這樣的定位不符合實際情況，所以，本實施例還包括：
該後臺還用於在先後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備是均未作為切換節點的組網設備、且分別位於不同的區域中時，從後接收到位置信息起算的一時間段內將作為定位標籤的組網設備定位顯示於先接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處，在長時間段後將作為定位標籤的組網設備定位顯示於後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
例如，見圖1和2，作為定位標籤的組網設備已經從位於圖1中的作為參考節點1的組網設備的附近位置處移動至圖2中作為參考節點3的組網社備的附近位置處，中間經過了作為切換節點的組網設備(即作為參考節點2的組網設備)，但是後臺未接收到作為定位標籤的組網設備位於作為切換節點的組網設備的附近位置處的位置信息，則後臺從接收到含有參考節點3的位置信息起算的一時間段(如1小時)內將作為定位標籤的組網設備定位顯示於作為參考節點1對應的組網設備的對應的位置處，在1小時後將作為定位標籤的組網設備定位顯示於作為參考節點3對應的組網設備的對應的位置處。
由於定位標籤通過切換節點進行定位點的切換，主要是用於防止短時間內定位標籤的定位點跳變，所以當定位標籤長時間定位在同種屬性節點下即認為是定位切換，也不與在短時間內必須通過切換節點進行定位的切換有任 何的衝突。
如圖3所示，本實施例還提供一種zigbee定位系統中定位標籤定位點切換方法，其利用上述的zigbee定位系統實現，該定位標籤定位點切換方法包括以下步驟：
步驟101、作為定位標籤的組網設備定位該作為定位標籤的組網設備相對於其他組網設備的位置信息，每一位置信息均包括組網設備的識別信息和相對於該組網設備的位置；
步驟102、該作為定位標籤的組網設備判斷該些位置信息中位置相對於各自的組網設備的遠近，並將位置最近對應的位置信息上報至該後臺；
步驟103、該後臺在接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備作為切換節點的組網設備時，將作為定位標籤的組網設備定位顯示於其後接收到的位置信息中識別信息對應的組網設備的對應的位置處。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護範圍。