一種基於led照明裝置的室內導航控制系統的製作方法

2023-05-01 01:37:51

一種基於led照明裝置的室內導航控制系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於LED照明裝置的室內導航控制系統，包括：至少兩個設置有Wi-Fi模塊的LED照明裝置，以使每個LED照明裝置形成一個無線接入節點，每個節點傳遞所接收到的Wi-Fi信號以使其Wi-Fi信號覆蓋範圍內的其它節點都能接入到網際網路或區域網；以及位置伺服器，每個LED照明裝置節點的位置信息將會以其唯一MAC地址的名義儲存在位置伺服器上；智能終端，與LED照明裝置及位置伺服器進行通信，獲知LED照明裝置節點所處的實際位置信息，從而實現室內高精度導航。當用戶進入到一個陌生的建築物時，通過智能終端與LED照明裝置進行通信，獲得房間分布的節點平面分布圖，好比是生成了一副地圖，因此它可提供比常規無線路由器更加精確的Wi-Fi室內定位與導航。
【專利說明】—種基於LED照明裝置的室內導航控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及LED照明【技術領域】，尤其是涉及一種基於LED照明裝置的室內導航控制系統。
【背景技術】
[0002]LED由於具有節能、環保、可光控、固體化、長壽命等許多優點，在提倡低碳生活的今天已經廣泛應用於各種照明領域。
[0003]隨著人類社會的進步，人們對自身所處位置的精確定位以及興趣地點的導航越來越關注。全球衛星定位系統(GPS)、蜂窩式基站定位和W1-Fi熱點定位已成為目前最常用的定位技術。GPS技術是利用環繞在地球上空均勻分布的衛星群發射的信號在開放環境的戶外實現精確定位，它具有全球覆蓋、24小時全天候工作、應用廣泛和精度高等特點。但每次定位時GPS處理器都需要搜索當前可用的GPS衛星信號(至少三個衛星以上)，通過相關信號處理和算法來計算出準確的位置信息，因此定位所需時間較長且耗電。而且在室內和樓群密集的城市地區裡GPS衛星信號受到高樓和天花板的阻擋，GPS定位技術並不能正常地使用。
[0004]移動運營商的蜂窩式基站分布廣泛且信號傳播距離可達幾千米，每一個基站都會有其唯一編碼和精確位置信息。因此無論在室外還是室內，基站定位技術都會利用接收到的基站編碼對應的精確位置數據和信號強度來估算，從而實現位置定位。雖然該技術的定位時間相對於GPS較短，但它的定位精度很大程度上取決於基站的分布和覆蓋範圍的大小、無線電傳播環境和接收到基站信號的數目等，所以誤差往往較大，能達到幾百甚至上千米。
[0005]W1-Fi信號本身不具有任何定位或導航的能力，但W1-Fi路由器和熱點模塊都具有三個主要的特點:a)位置相對固定，極少被移動；b)處理器內部都有全球唯一的MAC(MediaAccessControl,介質訪問控制)地址；和c)Wi_Fi信號的傳播距離相對較短。當移動智能設備在戶外時，它們會自動收集GPS位置信息、移動運營商的基站編碼信息和W1-Fi熱點的MAC地址信息，然後將這些未經處理的位置數據發送到位置伺服器進行進一步的計算和校對。最後，一個精確的位置信息就會被發送到行動裝置上，並且W1-Fi熱點的準確位置信息就會以它唯一 MAC地址的名義來儲存在位置伺服器的資料庫上。因此，等下一次移動智能設備在室內進行定位時，即使沒有GPS或基站定位信號都可以直接調用所接入W1-Fi熱點的MAC地址在位置伺服器上所對應的位置信息並結合所接收W1-Fi信號的強度來實現快速定位。與GPS和蜂窩式基站定位技術相比，W1-Fi熱點定位的用時更短、效率更高，尤其適合小範圍內定位。目前該技術在很多終端設備的軟體或應用程式上得到了廣泛的應用。
[0006]然而，由於W1-Fi無線路由器的位置相對固定且信號傳輸距離達到幾十甚至上百米，因此W1-Fi信號覆蓋範圍內所有的移動智能設備只能以此W1-Fi無線路由器上一次儲存在位置伺服器的位置數據為準，誤差有時能達到幾十米，尤其是對於W1-Fi信號覆蓋範圍較廣的無線路由器。除此之外，此技術受服務範圍的限制，它不能提供方向、速度等導航數據，也不能離線使用。
實用新型內容
[0007]本實用新型克服了上述現有技術中存在的不足，提供了一種定位更準確的基於LED照明裝置的室內導航控制系統。
[0008]本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0009]一種基於LED照明裝置的室內導航控制系統，包括:
[0010]至少兩個LED照明裝置，每個LED照明裝置均設置有W1-Fi模塊，以使每個LED照明裝置形成一個無線接入節點，每個節點傳遞所接收到的W1-Fi信號以使其W1-Fi信號覆蓋範圍內的其它節點都能接入到網際網路或區域網；以及
[0011]位置伺服器，每個LED照明裝置節點的位置信息將會以其唯一 MAC地址的名義儲存在位置伺服器上；
[0012]智能終端，與LED照明裝置及位置伺服器進行通信，獲知LED照明裝置節點所處的實際位置信息，從而實現室內高精度導航。
[0013]作為優選，所述室內導航控制系統還包括無線路由器或網關，該無線路由器或網關內設置有W1-Fi模塊。
[0014]作為優選，智能終端通過各節點的W1-Fi模塊來傳輸或接收各LED照明裝置節點的控制和狀態命令，最終實現在任何W1-Fi信號覆蓋內都可控制系統中各個LED照明裝置節點。
[0015]作為優選，所述智能終端為臺式計算機、筆記本電腦、平板電腦、智慧型手機或遙控器中的一種或幾種。
[0016]採用了上述技術方案的本實用新型的原理及有益效果是:
[0017]相較於現有技術，本實用新型由於LED照明裝置在室內分布廣泛且相對固定，每個LED照明裝置的位置信息將會以其唯一MAC地址的名義儲存在位置伺服器上，即每個LED照明裝置所處的實際地理位置與其唯一 MAC地址相綁定，當用戶進入到一個陌生的建築物時，通過與LED照明裝置進行通信，獲得房間分布的節點平面分布圖，好比是生成了一副地圖，因此它可提供比常規無線路由器更加精確的W1-Fi室內定位與導航，並且如果本實用新型應用在大型場所，如超市、展廳和博物館等，還可根據用戶的當前位置推送相關的促銷或導覽信息等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型內置W1-Fi模塊的LED照明裝置的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型LED照明裝置在建築物內組成無線區域網的示意圖；
[0020]圖3為本實用新型基於LED照明裝置的室內導航控制系統的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型的【具體實施方式】如下:
[0022]實施例:圖1為本實用新型內置W1-Fi模塊的LED照明裝置的結構示意圖，如圖1所示，LED照明裝置60包括驅動電源61、LED發光組件62、W1-Fi模塊63和射頻天線64。其中所述驅動電源61與LED發光組件62和W1-Fi模塊63之間都是電連接並為它們提供電源和相關的控制信號，W1-Fi模塊63與射頻天線64之間為電連接並相互傳輸射頻信號。
[0023]所述的LED照明裝置60並不局限於圖1所示的形狀，也不專指單個的光源，如單個燈泡，它可以同時包括一種裝有多個燈泡的燈具。這些燈泡的驅動電源同樣可連接至同一個W1-Fi模塊或控制器來控制並調節LED照明裝置60的狀態。
[0024]所述的W1-Fi模塊63可在IEEE802.11標準的2.4GHz或5GHz單頻段下工作，也可為同時運行2.4GHz和5GHz的雙頻段模式。W1-Fi模塊63通過射頻天線64接收從無線路由器或無線網關發來的數據，經過其內部的信號處理後再通過射頻天線64傳送給用戶端(未圖示)。與此同時，射頻天線64接收從用戶端發出的控制信號並反饋到W1-Fi模塊以實現網絡設置和LED照明裝置60的狀態控制。
[0025]W1-Fi模塊63根據用戶端發出的控制指令信號，如PWM(PulseWidth Modulation,脈衝寬度調製)信號給驅動電源61以來控制LED照明裝置60的開關狀態、亮度和色溫等。所述的W1-Fi模塊63可內置在LED照明裝置60內，例如，和驅動電源61集成在一個電路板上或通過連接器將驅動電路和W1-Fi模塊63相連。W1-Fi模塊63也可以附著安裝在LED照明裝置60外殼表面，或者外置安裝在LED照明裝置60之外。
[0026]所述的射頻天線64可為分立式或者集成在電路板上的射頻天線。在保證良好射頻信號發射且不影響LED照明裝置60光輸出的情況下，其安裝位置可在LED照明裝置60的外殼上，或者是鑲嵌在LED照明裝置60某個組裝配件上，又或者是集成在LED發光組件62或驅動電源61的電路板上。
[0027]圖2為本實用新型LED照明裝置在建築物內組成無線區域網的示意圖，如圖2所示。圖2演示了一種內置W1-Fi模塊的LED照明裝置在建築物裡的三維分布圖，該圖包含了兩個房間70和71，且每個房間分別安裝了 3盞上述的LED照明裝置60，編號從LED-1到LED-6。由於光纖或ADSL電話線的分布和長度問題，無線路由器或網關72通常被放置在房子的某個角落位置，如圖2中所示。由於所發射的W1-Fi信號覆蓋範圍是有限的，它並不足以滿足同一個建築物內與其距離稍遠的用戶連接到網際網路。然而，本實用新型可利用房間70內離無線路由器或網關72距離最近的LED-1照明裝置來接收並連續放大無線路由器所發射的W1-Fi信號，從而LED-1與無線路由器形成一個較大範圍的W1-Fi覆蓋區域73。同理，離LED-1最近的LED-2與LED-4接收並連續放大LED-1所發射的W1-Fi信號從而進一步擴大信號覆蓋範圍，參考虛線區域74。依此類推，分布廣泛的LED照明裝置就會在含有多個房間的建築物內形成了一個網狀結構的、信號均勻且穩定的W1-Fi網絡。因此，只要建築物內有一個LED照明裝置節點接收到無線路由器的W1-Fi信號，它就會通過鄰近的每一個LED照明裝置節點來層層傳遞從而形成一個覆蓋範圍廣並穩定的W1-Fi網絡。
[0028]圖3為本實用新型基於LED照明裝置的室內導航控制系統的示意圖，圖4為本實用新型基於LED照明裝置的室內導航控制方法流程圖。結合圖3和圖4所示，本實用新型基於LED照明裝置的室內導航控制系統包括一個無線路由器或網關72和至少兩個LED照明裝置60，無線路由器或網關72和每個LED照明裝置60均設置有W1-Fi模塊，以使每個LED照明裝置60形成一個無線接入節點，每個節點傳遞所接收到的W1-Fi信號以使其W1-Fi信號覆蓋範圍內的其它節點都能接入到網際網路或區域網。無線路由器或網關72和LED照明裝置60內的W1-Fi模塊將其準確位置信息以各自唯一 MAC地址的名義儲存在位置伺服器3上。
[0029]提供位置伺服器的服務供應商包括谷歌、SkyhookWireless和Navizon等公司。智能終端可根據所連接W1-Fi模塊的MAC地址來調用在位置伺服器上所對應的位置信息並加以處理。
[0030]當用戶需要定位導航服務時，智能終端發送相關請求指令到位置伺服器並調用周圍W1-Fi模塊在位置伺服器上各MAC地址對應的地理編碼位置，地理編碼位置包括經度、緯度或房間名稱；以無線路由器或網關72的位置作為參考點，結合附近至少兩個LED照明裝置60的位置信息並利用三角定位法和所接收到各W1-Fi節點信號的傳輸損耗模型來估算出待測目標的大致位置。LED照明裝置60的數量越多、分布越廣泛且均勻，所得到定位服務的精度越準確。
[0031]本實用新型基於LED照明裝置的室內導航控制系統中，智能終端2(即用戶端)還可以實現對該系統中各節點的狀態讀取和遠程控制，所述的智能終端2通過各節點的W1-Fi無線接入點來傳輸或接收各LED照明裝置節點的控制和狀態命令，最終實現在任何W1-Fi信號覆蓋內都可控制系統中各個LED照明裝置節點。所述智能終端2包括臺式計算機、筆記本電腦、平板電腦、智慧型手機和特殊設計的遙控器。
【權利要求】
1.一種基於LED照明裝置的室內導航控制系統，其特徵是:包括:至少兩個LED照明裝置，每個LED照明裝置均設置有W1-Fi模塊，以使每個LED照明裝置形成一個無線接入節點，每個節點傳遞所接收到的W1-Fi信號以使其W1-Fi信號覆蓋範圍內的其它節點都能接入到網際網路或區域網；以及位置伺服器，每個LED照明裝置節點的位置信息將會以其唯一 MAC地址的名義儲存在位置伺服器上；智能終端，與LED照明裝置及位置伺服器進行通信，獲知LED照明裝置節點所處的實際位置信息，從而實現室內高精度導航。
2.根據權利要求1所述的一種基於LED照明裝置的室內導航控制系統，其特徵是:所述室內導航控制系統還包括無線路由器或網關，該無線路由器或網關內設置有W1-Fi模塊。
3.根據權利要求2所述的一種基於LED照明裝置的室內導航控制系統，其特徵是:智能終端通過各節點的W1-Fi模塊來傳輸或接收各LED照明裝置節點的控制和狀態命令，最終實現在任何W1-Fi信號覆蓋內都可控制系統中各個LED照明裝置節點。
4.根據權利要求1或3所述的一種基於LED照明裝置的室內導航控制系統，其特徵是:所述智能終端為臺式計算機、筆記本電腦、平板電腦、智慧型手機或遙控器中的一種或幾種。
【文檔編號】H05B37/02GK203407045SQ201320437453
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月18日 優先權日:2013年7月18日
【發明者】陀家濱, 沈錦祥 申請人:浙江生輝照明有限公司