地表定位系統的製作方法

2023-05-06 20:00:16 2

地表定位系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種地表定位系統(Earth?Positioning?System,簡稱EPS)，主要是由多個具有通訊功能的固定式LED燈與一移動通訊裝置所組成；進一步可加入一雲端計算器，與至少一張標出該固定式LED燈世界坐標的地圖。該LED燈包括一基板，至少一LED燈粒，一電源、一無線通訊模塊、一控制單元，一外殼。該多個LED燈可布置於室內與室外，其坐標以經緯度表示，並納入雲端計算器的地圖數據，當移動通訊裝置隨其載體移動時，通過隨時掃描取得其周圍LED燈的無線通訊模塊的坐標，直接於移動通訊裝置內運算，或是取得唯一辨識碼(ID)結合標出該固定式LED燈世界坐標的地圖與雲端計算器運算，皆可定位出該移動通訊裝置的世界坐標。
【專利說明】地表定位系統
【技術領域】
[0001]本發明是有關於一種定位系統，且特別是有關於一種應用與具有定位功能的智能聯網系統的地表定位系統。
【背景技術】
[0002]眾所皆知,全球定位系統(Global Positioning System,簡稱GPS),在無遮蔽的戶夕卜，使用一般的移動通訊裝置，其定位精度基本上為10-20公尺，若要更準確的定位，則需要更昂貴的配備。對於需要定位精度超過兩公尺以內的要求，僅靠一般的移動通訊裝置與GPS,目前仍然無法達成，所以有改善的必要。
[0003]再者，對於有遮蔽的戶外或室內，全球定位系統(GPS)，基本上就無用武之地，建築物眾多的城市內，人們活動幾乎都在建築物內，加上目前全球人口有超過一半都居住在城市內，因此能夠對遮蔽的戶外或室內的人員、寵物等、或對遮蔽的戶外計程車、公交車、私人轎車、器具、河道上的航具等精準定位，乃是非常重要的；另外精準定位還可以提供各種以位置相關的服務(location-based service)與協助、進行數據探勘等功能。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在提供一種地表定位系統，以室內/室外燈源為基礎，該燈源系內建藍牙4.0以上通訊功能的LED電燈，室內/室外用戶(包含人員或載具)攜帶至少具有藍牙4.0以上通訊與WIFI通訊功能的移動通訊裝置，例如穿戴式通訊裝置，或手機等；讓每個攜帶移動通訊裝置的用戶可精準定位，無論室內與室外，其精度至少在1-2公尺，可以知道用戶與其所處環境的位置，可以記錄，可以分析，可以處理，作為私人安全的監控，或是政府單位為人民提供地理位置(location-based)公共服務，或是商業單位為消費者提供地理位置商業服務，或是醫療單位為病患提供地理位置醫療服務。
[0005]本發明的目的在提供一種地表定位系統，以室內/室外燈源為基礎，該燈源系內建藍牙4.0以上通訊功能的LED電燈，室內/室外人員或車輛攜帶至少具有藍牙4.0以上通訊與WIFI通訊功能的移動通訊裝置，例如穿戴式通訊裝置，耳機型裝置、手環型裝置、眼鏡型裝置，或手機、平板計算機等；讓室內/室外的燈源的開啟與否或亮度可因其周圍的移動通訊裝置的定位而調整，達到節能減碳的功能。
[0006]本發明的目的在提供一種地表定位系統，以室內室外燈源為基礎，該燈源系內建藍牙4.0以上通訊功能的LED電燈，人員佩帶至少具有藍牙4.0以上通訊與WIFI通訊功能的移動通訊裝置，例如穿戴式通訊裝置，耳機型裝置、手環型裝置、眼鏡型裝置，或手機、平板計算機等；移動通訊裝置通過藍牙通訊讀取收集用戶身上配戴的傳感器數據，甚至LED電燈上加裝的環境傳感器數據，配合上述的定位數據，構成一具有地表定位為基礎的用戶穿戴傳感器以及環境傳感器數據的智能聯網系統。
【專利附圖】

【附圖說明】[0007]圖1係為本發明的一種LED街燈內嵌藍牙低功耗模塊TICC2540/2541的電路示意圖；
[0008]圖2是依據本發明一實施例的一種LED燈的示意圖；
[0009]圖3係為本發明的EPS作業流程圖；
[0010]圖4係為本發明的EPS地圖切換關係不意圖；
[0011]圖5A係為本發明的Google地圖，圖5B係為Google地圖加上LED街燈地標與使用人員標籤；
[0012]圖6A與圖6B系本發明的一種智能聯網傳感器系統實施例不意圖；
[0013]圖7是依據本發明一實施例的一種移動通訊裝置的示意圖；
[0014]圖8系本發明的另一種智能聯網傳感器系統實施例示意圖；
[0015]圖9是依據本發明一實施例的用戶與在場適用電器用品的示意圖；
[0016]圖10系本發明的EPS導航利用移動通訊裝置與其附近的藍牙LED燈源的互動示意圖；
[0017]附圖標記說明:
[0018]1-9:內含藍牙4.0以上通訊功能LED電燈；
[0019]11-19:內含藍牙4.0以上通訊功能與環境傳感器的LED電燈；
[0020]10:移動通訊裝置；
[0021]21，22，23，24:穿戴式傳感器與移動通訊裝置；
[0022]25:網關(gateway) ； 26:雲端；
[0023]27:網關(gateway) ； 28:雲端；
[0024]31 =GPS+ 燈源地標； 32 =Google Map+ 燈源地標；
[0025]33:室內燈源定位系統； 34:室內地圖；
[0026]35:公共區域； 36:私人區域；
[0027]40:街燈地標； 41:用戶所在位置；
[0028]S1-S6:從節點(內含藍牙4.0通訊功能的LED電燈)；
[0029]Ml:主節點(內含藍牙4.0通訊功能的LED電燈)；
[0030]M4:主節點(內含藍牙4.0通訊功能的LED電燈)；
[0031]80:攜帶移動通訊裝置的用戶；
[0032]81:起始的地點； 82:起始位置；
[0033]83:目標位直； 84: 一連串箭頭；
[0034]85:室內LED燈(藍牙從節點)；
[0035]86:導引方向或兩點間最短距離；
[0036]88:攜帶移動通訊裝置的用戶；
[0037]101:交流-直流轉換器； 102:低壓差穩壓器；
[0038]103:藍牙4.0以上的模塊；
[0039]104:複合電晶體對(Darlington pair)；
[0040]105:LED模塊； 120:開啟應用程式EPS ；
[0041]121:讀取GPS與街燈的經緯度坐標與高度數據；
[0042]122:取得Google地圖或室內地圖；[0043]123:移動通訊裝置在Google map或室內地圖上標註，進行追蹤；
[0044]124:結束應用程式EPS ；
[0045]710:藍牙通訊模塊； 720:微處理器；
[0046]730:環境傳感器； 740 =WIFI通訊模塊；
[0047]750:顯示器；760:電源；
[0048]770:麥克風； 780:揚聲器；
[0049]790:加速度計。
【具體實施方式】
[0050]室外燈源泛指街燈、地燈、壁燈等室外燈，可配或不配太陽能電池。可以照明戶外區域，例如馬路、公園、停車場、建築物、步道、公園道路、公路和其它公共區域。每一上述燈源可包含或不包含太陽能電池。室外燈源在馬路、公園道路等提供車輛與行人所需的夜間照明，在許多城市常佔有很大的電費支出，雖然政府有義務於夜間提供安全的活動環境，然則因為節能減碳的要求，室外燈源仍然需要通過智能型的控制，達到省電與安全照明的兩種目的。過去有人嘗試以GPS定位來控制發光二極體(light-emitting diode,簡稱LED)街燈，或是在燈柱上安放ZIGBEE的無線傳感器(WSN)模塊，企圖配合GPS定位攜帶行動裝置的人員，作為控制街燈是否明亮的依據，此舉的缺點乃是行動裝置的GPS的定位精度僅達10-20公尺，而ZIGBEE很容易受到樹葉樹木的遮蔽影響，因此控制街燈是否明亮的效果不佳，常常該點亮而未點亮，不該點亮，反而點亮。因此點亮街燈與否，需要有更可靠的方法。
[0051]街燈與街燈的距離一般為30公尺，若是路寬為12米，只需要一排燈，若是路寬大於24米，需要兩排路燈，一般街燈的高度約為4米、6米、8米、10米。高度越低，照明範圍越小，所需的瓦特數小，需要較密集的街燈。反之，高度越高，照明範圍越大，所需的瓦特數大，不需要較密集的街燈。一般以現行技術而言，96瓦的街燈，高度八米，街燈與街燈的距離為32公尺，若是從日落到日出的平均時間為11小時，則每天需要1.056KW-H，相當於一度電，一年約365度電。
[0052]街燈點亮的時間隨著季節與地點不同，基本上由於電燈內嵌含微控制器的藍牙通訊模塊，一種可能的實施例是用TI CC2540/2541或是CSR-1000，CSR-1001等市面上販賣的晶片，或是ANT、ANT+，可以在其微控制器內程序化當地的日出日落時間，又藍牙通訊模塊，可以由移動通訊裝置直接無線對其寫入更新的控制參數，因此街燈點亮的時間可以智能型的調控，兼顧安全照明與節能減碳。
[0053]街燈基本上乃是為了行經該街燈照明範圍的人員或車輛提供夜間照明，因此除了上述按照季節日出日落限定點亮的時間外，還可以通過行動裝置的藍牙與WIFI模塊，特別是藍牙與街燈內的藍牙之間的接收信號強度指針(RSSI)或距離來調整其照明強度，其通訊強度以50公尺為較佳實施例，因為在這樣的狀況，可確保夜間行人的周遭50公尺的視野內都是照明完整的，甚至也可以當附近無人在50公尺內，採用低照度，維持不讓壞人藏匿的可能，又能兼顧節能減碳，而當有人在50公尺內，再採用高照度。
[0054]夜間時段行人與車量稀少時，降低照度，不但可以省電，同時也可降低街燈的LED模塊與其它電路模塊的折舊率，相對提高使用壽命。[0055]如圖1所示，為本發明的街燈，在交流直流變壓器101的48V DC的輸出線加入一電路方塊，該電路方塊主要系包含低壓差穩壓器(LDO regulator) 102，藍牙4.0的模塊103，複合電晶體對(Darlington pair)104，LED模塊105。低壓差穩壓器102將變壓器101輸出的48V直流電壓轉換為3V直流電壓。上述3V直流電壓做為藍牙模塊103的電源。複合電晶體對104放大藍牙模塊103提供的脈衝寬度調製(Pulse Width Modulation，簡稱PWM)信號。藍牙4.0的模塊103的實施例可以是TI的CC2540/2541，或是CSR-1000, CSR-1001等，或是ANT、ANT+，藍牙模塊103內建微控制器8051，因此可以寫入程序，進行各種調光的控制，例如通過脈衝寬度調製(PWM)控制提供給複合電晶體對(Darlington pair)104再給LED模塊105的導通時間以提供照明的亮度。另外，有關電燈轉換成內建藍牙4.0以上通訊功能的LED電燈，可參考發明人申請的臺灣發明專利，案號100127360 「燈源為基礎的物聯網」。該發明提出在既有的標準LED燈泡或LED燈管內建藍牙4.0以上通訊功能的電路模塊，讓用戶可以直接更換舊有的電燈或燈管，成為具通訊功能的LED電燈。
[0056]如圖1所示的LED燈其內嵌的無線通訊模塊，如上述的TI的CC2540/2541，為同時具有藍牙低功耗通訊功 能以及微控制器的系統晶片，該晶片工作於從節點模式時，其廣播的數據最長可達128位元組(byte)，該數據可能的組合實施例可以包含26位元組的經度坐標、26位元組的緯度坐標、9位元組的高度坐標、30位元組的環境傳感器數據、6位元組的時間數據等。此處要特別注意經緯度與高度坐標乃標示此LED燈的所在位置或地點，乃是具唯一性的世界坐標，遵守可交換圖像文件格式(exchangeable image file format,簡稱EXIF)標準,如表.1所示，因此上述坐標可以容易進行轉換，也可以將其內嵌於圖片、影片、錄音文件。有了 LED燈的所在位置或地點，移動通訊裝置的藍牙模塊即可利用掃描的方式快速取得其周圍的LED燈的三維坐標，進而推算出移動通訊裝置自己的三維坐標。
[0057]表.1
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'N' = North

Oxuuu 丨 EPSLatiiIicjeRefsiringl 21






，S』 - South

0x02 RPSLatitiidcrational64u|31






?' - East
[0058]OxUUU EPS Lon^itiidcRcfsiringl 21





，W』 - West

0x04 EPSLongitiidcnitional64u|31


o-誨平面以上
Oxuuu EPSAIiitudcRcfint8u


i=海平面以下

0x06 nPSAItitudcrational64u
[0059]圖2是依照本發明另一實施例的一種LED燈200的示意圖。LED燈200可以是戶外燈或室內燈。LED燈200包括基板260、固定於基板260上的一個或多個LED晶粒(die) 210、控制單元250、無線通訊模塊240、電源230、以及外殼220。控制單元250固定於基板260上並與LED晶粒210電性連接。控制單元250儲存有LED燈200的唯一辨識碼。無線通訊模塊240固定於基板260上並與控制單元250電性連接。無線通訊模塊240可無線傳送出LED燈200所在的經緯度與高度坐標。電源230固定於基板260上，供應LED晶粒210、控制單元250、以及無線通訊模塊240所需的電力。
[0060]換言之，本發明所稱的定位功能，主要是利用更換原有電燈(燈泡或燈管)成為具通訊功能的LED電燈，該LED電燈內建藍牙4.0以上通訊功能的無線通訊模塊；另提供一移動通訊裝置，至少具有藍牙4.0以上通訊與WIFI通訊功能，用戶通過該移動通訊裝置掃描其所在處附近的LED電燈上的經緯度與高度坐標或無線通訊辨識碼(ID)以及其接收信號強度指針(Received Signal-Strength Indicator, RSSI)值。上述無線通訊辨識碼是LED燈的內建無線通訊模塊的獨一無二的辨識碼。上述無線通訊辨識碼可基於無線通訊模塊所支持的區域無線通訊協議或區域無線通訊功能來決定，例如藍牙或WIFI。上述數據可直接於移動通訊裝置內加以運算，並且通過WIFI將這些數據送到附近的網關(gateway)或是雲端，送出給相關照護人員或監控人員。該定位信息或知識的取得是建立於三點定位的技術，其主要方法是三角定位技術配合功率發射調控技術以有效增進定位精度，其執行順序:
[0061]步驟一、移動通訊裝置的藍牙主節點利用掃描功能來讀取在藍牙4.0可及範圍的從節點，這時候藍牙主節點的收發功率都是最大的位準，同時其掃瞄所需時間非常短，可少至1/20秒內；
[0062]步驟二、利用至少一三燈源組合進行三角定位確定在掃描範圍內的藍牙主節點的可能位置，可以由多個三燈源組合來增進其定位精度。
[0063]設置於天花板的燈具或街燈由於具有制高權，結合移動通訊裝置可以有效執行從節點與主節點之間的視線(Line of Sight，簡稱LOS)通道，不會有嚴重的多重路徑傳輸，因此其精確度可以大為提升。可以根據移動人物的多寡進行適當的校正，也可使用模糊推論，或類神經推論等方法，來建立模型。除了 RSSI值以外，實體層(physical layer)的功率特徵，即信道響應(channel response),也可用來分辨多重路徑特徵(multipathcharacteristics),所以可用來達成普遍且精準的室內定位。因此信道狀態信息(ChannelState Information,簡稱CSI),也就是WIF1、Zigbee或藍牙的反射通道響應是可與三邊測量(trilateration)技術整合以達到次米等級(sub-meter level)的精確度的另一種方案。另外，在傳統技術中，指紋比對(fingerprinting)是除了三邊測量以外的一種可將實際量測結果轉換為所在位置的主流技術。本發明可收集在感興趣的區域中的每一可能位置的藍牙節點提供的信號特徵(也就是上述的指紋)以建立指紋資料庫(此步驟稱為地點考察或地點校對)，然後可以比對在未知位置量測所得的指紋和資料庫中的指紋，以最適配的指紋所對應的位置來定位。此為熟悉此技藝者習知的技術，在此不再贅述。
[0064]有了上述的定位功能，各種LED燈調光調色的控制即可通過CC2540/2541等市面上的通訊模塊來自動根據移動通訊裝置的位置與LED燈位置之間的距離進行調光，達到節能減碳的功能。例如對於街燈的調光，直接由移動通訊裝置對LED燈內嵌的CC2540/2541等通訊模塊寫入RSSI，或是對其寫入距離，由於行人的移動速度一般為5000m/3600sec=l.5m/sec，加上街燈之間通常為30公尺，因此LED街燈可根據一設定時間例如一秒內接受到手機給的距離或RSSI，決定調光的亮度，仍屬快速有效。須注意較佳的最低亮度，仍為50%亮度或更低亮度，調整亮度的方式可漸亮或漸暗。
[0065]除自動調光調色之外，本發明所稱的街燈以及室內燈還可作為地表定位系統的地標，對於這兩種角色，如何兼顧，其解決方案如下:
[0066]一、讓燈源設定為從節點，可以被掃描，對於多個移動通訊裝置同時出現，每個移動通訊裝置都能通過掃描到該從節點燈源的該燈源的坐標，或是無線通訊辨識碼，與RSSI值，因此上述數據能上傳雲端計算器，獲得定位結果。進行調光的方法是由移動通訊裝置對燈源寫入RSSI值，燈源調光乃是根據一段時間內例如兩秒，收集周圍多個移動通訊裝置寫入的RSSI值，以最強的RSSI值為依據，立即對應進行調光，基本上RSSI值越大，光度越大。如果較長時間例如5秒以上，沒有收到RSSI的寫入，表示四下無人，應該進行調暗燈光，例如降到50%亮度。
[0067]二、燈源的藍牙低功耗模塊，分時改變成主節點、與從節點，工作於主節點時，用於讀取周圍移動通訊裝置的RSSI，取其最靠近者，作為其調光的依據；當處於從節點模式時，則受到周圍移動通訊裝置的掃描取得，包括燈源的坐標或是燈源的無線通訊辨識碼，以及RSSI值，因此上述數據(上述坐標、無線通訊辨識碼、以及RSSI值)能直接運算或上傳雲端計算器，獲得定位結果。
[0068]三、每一節點設計成由兩個單模式模塊所組成，例如CC2540或CC2541，其中一個設定為從節點，一個設定為主節點。或者，每一節點可包括一個支持藍牙和藍牙低功耗或ANT的雙模式模塊，例如CC2564。主節點用於讀取周圍移動通訊裝置的RSSI，取其最靠近者的RSSI值，作為其調光的依據；從節點，則受到周圍移動通訊裝置的掃描取得，包括燈源的坐標或是燈源的無線通訊辨識碼，以及RSSI值，因此能直接運算或上傳雲端計算器，獲得定位結果。
[0069]四、所有的街燈都只是無線通訊從節點，廣播媒體接入控制地址(media accesscontrol address,簡稱MAC)、經諱度與高度坐標,車子與人員都攜帶手機,直接掃描取得街燈的從節點坐標與MAC地址，或兩者之一，即可將上述坐標和MAC地址傳送至雲端運算，其實如果手機能直接掃描取得街燈從節點的坐標與RSSI，則手機就可由三點定位直接計算出手機所在的位置，無須經過雲端的運算，更為迅速，也就是說手機要精準定位，其實可以直接通過自己的應用程式(APP)就能達到定位，又無需交付網絡的通訊費，如果要給雲端監控，則可同時通過WIFI或是通過2G/3G/4G/將定位數據傳送給雲端，如果不要，也可自行取得定位數據，這對於隱私權大有幫助。此外進一步，配合G00GLE-MAP離線版本，可以實時將手機位置顯示於G00GLE-MAP上。
[0070]對於室外的定位系統，因為已經有全球定位系統GPS，可以有GPS與本發明的地表定位系統EPS兩套系統的互補，當附近沒有任何地標燈源時，例如50公尺以內，這時的定位是以GPS為主，如果附近50公尺內有至少三個地標燈源時，則以EPS的三角定位來運算世界位置。進入室內，基本上是以EPS的室內燈源為定位的依據。
[0071]室內與室外的系統轉換必須考慮以下要素，要達到無縫隙的切換地圖系統，其過程如圖3所示，開啟移動通訊裝置的EPS應用程式(APP)(步驟120):
[0072]步驟一、利用移動通訊裝置讀取GPS與掃描街燈的經緯度與高度坐標121，若沒有GPS信號，則以藍牙燈源的經緯度與高度坐標為主，但可能同時掃描到其它非燈源的藍牙信號，需要能加以排除。排除方法是讓藍牙燈源傳送其所在的經緯度與高度坐標，而非燈源的藍牙信號，則沒有經緯度與高度坐標，因此就能加以排除。若有GPS信號，沒有掃描街燈的經緯度與高度坐標，則以GPS為主。若兩者皆有，仍以藍牙燈源的經緯度與高度坐標為主。[0073]步驟二、利用搜尋引擎根據最近取得的坐標或最近的GPS信號取得附近的Google地圖或室內地圖(步驟122)，該地圖具有已取得的該藍牙燈源的辨識碼或是該燈源的經緯度與高度坐標。
[0074]步驟三、在該室內地圖進行室內追蹤，或在該Google地圖進行室外追蹤(步驟123)，若實時讀取的藍牙燈源的辨識碼或是該燈源的經緯度與高度坐標無法於該地圖找到，則回到步驟121與122。若不使用EPS應用程式(APP)，則進入結束步驟124以結束EPS應用程式。
[0075]如圖4所示，由於室外定位系統幾乎都屬於公共區域，地圖系統因此主要是由GPS與開放性的街燈地標31所構成，而室內燈源定位系統33，需要以室內地圖44資料庫為基礎，室內地圖44屬於公共區域35的包括學校、政府單位、醫院、百貨公司、遊樂場所、各類公開的商業場所等；室內地圖44屬於私人區域36的，則為住宅。應用程式(APP)EPS-home產生個人家庭的地圖，儲存於個人的雲端計算器中；而應用程式(APP)EPS-outdoor則是可以公開查詢，但不能隨意更改，基於安全性與隱私性的顧慮，公共區域35可以提供對燈源地標的狀況於Google map或Apple map。私人區域36則要另外設一個地圖系統,例如此地圖系統可將Google map或Apple map當作背景,加注街燈地標,也就是由個人云端資料庫,提供加注數據，而加注數據屬於個人所有。若加注數據要成為公開數據，需要經過認證，其認證的方式可以參考WIKI的義工管理制度，通過統計由10個不同的人提供，才加以更新。
[0076]Google Maps是一種Google服務，提供了強力的友善的地圖映射技術與在地商業信息一包含了商業地點、聯 絡信息、與驅車方向。Google Maps Javascript是一種免費的服務可以讓消費者內嵌Google Maps到他們自己的網頁。如圖5A所示,為Google map的內容，圖5B為加注「街燈地標」40以及「用戶所在位置」41的Google map，用戶可以開放這個實時數據給相關受許可的人員觀看，另外也可以成為歷史記錄，做為日後查詢之用。
[0077]本發明的地表定位系統使用室內燈和/或室外燈做為定位地標。此外，固定在房屋中的家用電器，例如冰箱、電視、洗衣機、洗碗機、印表機、微波爐和烤箱等等，也可以包括內建的藍牙/WIFI通訊模塊，做為本發明的地表定位系統的定位地標。任何一種包含內建藍牙/WIFI通訊模塊的電子裝置皆可做為本發明的地表定位系統的定位地標。
[0078]根據上述的技術說明，本發明的地表定位系統(EPS)可提供的位置服務包
[0079]括以下各項:
[0080]?確定用戶的位置
[0081]?跟蹤用戶的位置
[0082].通知用戶他/她的位置
[0083].通知其它的用戶，與該用戶相關的用戶的位置
[0084].在Google地圖或是APPLE地圖或是室內地圖上顯示用戶的位置
[0085].當用戶在需要幫助時，通知適當的機構。
[0086]地表定位系統的定位方式除了上述使用移動通訊裝置為主節點配合固定式燈源為從節點之外，也可以將移動的裝置作為從節點，固定式燈源為主節點或主從交替節點，來達成對移動的裝置進行定位。以下為此定位上的說明:
[0087]從節點廣播的數據，包括MAC地址、經緯度坐標、以及從節點的傳感器的量測結果；每一節點也同時儲存網關(gateway)的坐標；如圖6A與圖6B所示,藍牙LED燈為二維平面分布的架構，LED燈可隨時切換其主節點或從節點，網關，例如圖6A與圖6B所示的網關A或網關B，則為從節點加上連結雲端的裝置。
[0088]步驟一、每一個LED燈平常都是藍牙主節點，定時進行掃描其附近移動裝置的從節點，並且進行判斷有無從節點進入其範圍，如果有，例如圖6A中的LED燈Ml，則進行下一步驟。
[0089]步驟二、該LED燈M1，對四周進行掃描判讀附近的從節點S2、S3、S4、S5、S6，如圖6A所示，當藍牙主節點從掃描中取得多個附近的從節點MAC地址、經緯度坐標，RSSI，就可以計算該幾個從節點與網關的距離，得出與GATEWAY的最近距離的從節點。
[0090]步驟三、對與網關B最近距離的從節點S4進行聯結，之後對其寫入其附近移動裝置的從節點數據，如圖6A所示。
[0091]步驟四、被寫入的從節點S4立刻轉換成藍牙主節點M4，如圖6B所示，重複步驟二直到將其附近移動裝置的從節點數據傳送到網關B。
[0092]如果有多於一個LED燈掃描到移動裝置的從節點，該些LED燈從節點仍然可以直接轉換成LED燈主節點，並且對附近的LED燈節點進行掃描，掃描後如果有可以連接的LED燈從節點接受寫入，如此就能傳送出去，LED燈主節點一旦將數據寫入選定的LED燈從節點，其本身立刻變成LED燈從節點，並且停留60秒都持續扮演LED燈從節點，如此一來，最壞的情況是:如果每個LED燈節點都有數據要傳送，並且假設每個LED燈節點傳送的距離為50公尺，50公尺對於兩個包括藍牙模塊的相鄰的LED燈來說是可靠的通訊距離，因此從第一個從節點到最靠近網關的從節點皆可以傳送成功到網關。
[0093]對於損壞了的節點，其更換非常簡單，重新設定也很簡單，只要提供各邊的網關的經緯度、損壞節點本身的經緯度、以及需要寫入新節點的相關運算程序即可。
[0094]綜而言之，上述的EPS包含多個具有無線通訊功能的固定式LED燈，以及一個移動從節點。每一 LED燈的角色可在主節點與從節點之間交替變換,並可無線傳送出該LED燈所在的經緯度與高度坐標。移動從節點可廣播數據包括無線通訊模塊辨識碼、以及與移動從節點整合的傳感器的量測值。該多個LED燈可布置於室內或室外，對經過其周圍的該移動從節點掃描，取得該從節點的無線通訊模塊辨識碼、傳感器量測值、接收信號強度指針(RSSI)，以及該些LED燈所在地的經緯度與高度坐標組成的封包，通過該多個LED燈其角色在主節點與從節點之間交替變換，並利用多重跳躍傳送(mult1-hop relay)機制，以發送封包至網關再至雲端，或經由網關從雲端接收封包。
[0095]另一種EPS實施方式，則是讓LED燈內建藍牙4.Ο/WIFI雙模塊，可以直接掃瞄移動裝置的從節點，因為從節點廣播的數據，包括無線通訊模塊辨識碼、其它傳感器量測結果。LED燈掃描後將該從節點的無線通訊模塊辨識碼、其它傳感器量測結果，以及該LED燈的經緯度與高度坐標通過WIFI送至網關再送至雲端。雲端可以整合同時掃描到該從節點的LED燈，進行三角定位運算出該從節點的精準經緯度與高度坐標，達成定位與追蹤的功能。另外，手機基本上其藍牙4.0模塊是雙模的，而LED燈內建BT4/WIFI Combo也是雙模的模塊，因此可以直接溝通，使調光與定位皆可同時完成。
[0096][移動通訊裝置]
[0097]圖7是根據本發明一實施例的一種移動通訊裝置700的示意圖。本發明的移動通訊裝置700是指至少具有藍牙4.0以上通訊與WIFI通訊功能的裝置。[0098]1、移動通訊裝置700可設計成腕帶式裝置或眼鏡式裝置，輕巧、防水，可於任何場合佩帶，移動通訊裝置700具有外殼705可容納下列組件。
[0099]2、具有一微控制器或微處理器720，做為控制單元，與其它電路模塊聯接。
[0100]3、藍牙BT4.0通訊模塊710，提供身份辨識，與外部具有藍牙4.0功能的LED燈源，或內建藍牙4.0功能的穿戴式傳感器溝通。
[0101]4、WIFI通訊模塊740在有WIFI的環境下，可無線直接連上雲端，將穿戴式傳感器的感測值傳送至雲端。WIFI通訊模塊740的傳輸功率可調，避免過度消耗功率。
[0102]5、電源760，供應腕帶式移動通訊裝置700的電路組件所需的電源，一般以電池較為適當。
[0103]移動通訊裝置700可進一步包含下列組件
[0104]A.液晶(IXD)/或觸控式屏幕，做為顯示器750。
[0105]B.至少一個麥克風770，提供語音辨識的輸入接口與輸出接口，雲端計算器可根據上述語音辨識進行雲端語音辨識(Cloud Speech Recognition,簡稱CSR)運算。用戶可直接通過語音求救。移動通訊裝置700根據上述語音辨識送出求救的請求。麥克風770可使移動通訊裝置700具有錄音功能。
[0106]C.內建至少一個揚聲器780,可作為人聲傳遞的接口，傳遞自雲端接收的朋友或親人或照護人員的呼叫，類似對講機，但是以上人聲主要是靠雲端與無線網絡，無須經過系統商付費。揚聲器780也可通過無線耳機傳送上述人聲，例如通過藍牙耳機傳送。
[0107]D.內建藍牙4.0功能的環境傳感器730，可收集周遭信息，協助判斷是否對個人體
質有吾。
[0108]E內建加速度計790，以紀錄用戶的活動量以及內建心跳量測，以知道用戶的活動強度。
[0109]值得注意的是，上述的腕帶移動通訊裝置，如果使用具有BT4.0的手機也可以達成同樣功能，例如支持Android4.3以上的手機，HTC, Samsung等，或是iPhone 4S, 5系列。只需要撰寫一個APP到手機，即可。當然，上述的腕帶移動通訊裝置也需要有一個作業系統，也需要有工作程序。使用腕帶式移動通訊裝置的目的是提供必要功能，不需要照像攝影的功能，不需要大屏幕，不需要長程的無線通訊能力，如GSM、GPRS、3G、4G等。上述的腕帶移動通訊裝置具有防水的設計，可以任何場合佩帶。
[0110]上述的無線通訊模塊選自藍牙模塊、藍牙低功耗(BLE)模塊、WIFI模塊、ANT模塊、ANT+模塊、Zigbee模塊、或以上模塊的組合。
[0111]其中的藍牙4.0、ANT、ANT+, Zigbee低功耗通訊模塊的角色可在主節點與從節點之間交替變換。主節點計算出移動通訊裝置的經緯度與高度坐標後，變換成從節點對外廣播移動通訊裝置的經緯度與高度坐標。低功耗通訊模塊/WIFI COMBO模塊掃描從節點，以取得移動通訊裝置的經緯度與高度坐標，並通過WIFI傳送上述坐標至雲端。
[0112]其中的藍牙4.0、ANT、ANT+, Zigbee低功耗通訊模塊的角色可在主節點與從節點之間交替變換。主節點計算出移動通訊裝置的經緯度與高度坐標後，變換成從節點對外廣播移動通訊裝置的經緯度與高度坐標。低功耗通訊模塊或網關掃描從節點，以取得移動通訊裝置的經緯度與高度坐標，直接傳送上述坐標至雲端。
[0113]實施例一[0114]圖8為本發明較佳的LED燈源配置的實施例，其中每一 LED燈源內建一藍牙4.0晶片模塊，在燈源底下的使用人員配備具有移動通訊裝置。藍牙4.0的通訊規範具有快速的掃描功能，基本上，主節點掃描40個從節點所需要的時間，不超過一秒，因此本發明不但可以靜態定位用戶的所在位置，也可以定位移動中的用戶，這是過去藍牙2.0或3.0，或是ZIGBEE不能達到的功能。也就是說，本發明提出了可以動態室內定位的創新功能。
[0115]藍牙4.0晶片模塊的實施例的一為德州儀器公司(Texas Instruments, TI)的CC2540/CC2541系統單晶片，該晶片不但具有藍牙4.0的通訊功能，也有8051微處理器，以及ADC轉換器，可以連接八個感測信號的輸入，以聯接環境傳感器，在某些實施例中，也可在移動通訊裝置讀取該燈源的無線通訊辨識碼時，同時讀取該些環境傳感器的量測值，並送到雲端。
[0116]圖8的WIFI也指W1-Fi Direct，可讓裝置間彼此直接通訊，無需連接存取點。這不只讓裝置之間的通訊變得更簡單更快速，並可以隨時隨地聯機。
[0117]圖8的網關(Gateway) 27,可以是家用計算機，PC、筆電、手機、或平板計算機等，因為這些裝置都已經內建BT4.0+WIFI組合晶片，通過其有線或無線上網的功能，成為網關(Gateway) 27,因此可以輕易連上雲端28運算服務。
[0118]雖然圖8的移動通訊裝置，是以可攜式或穿戴式為主要的實施例，但是其中部分的移動通訊裝置也可以是固定式，換句話說，可攜式移動通訊裝置進一步加以固定於室內外不妨礙人或物移動的位置，成為固定式移動通訊裝置，可以由網關的WIFI與固定式移動通訊裝置的WIFI溝通聯結，這也就是說，即使沒有人員配帶移動通訊裝置在智能聯網燈源下提供命令，也可以在遠程通過網際網路與雲端，由網關的WIFI與固定式移動通訊裝置的WIFI溝通聯結，再由固定式移動通訊裝置的藍牙雙模節點對圖8中的所有具有藍牙節點的裝置進行監控與調控。例如LED燈源可以被調光或調色或開啟或關閉；LED燈源上的傳感器可以被讀取，而具有藍牙接口的電器用品可以被開啟或關閉，或監控等；而機器人也可被監控或下命令。
[0119]如果智慧聯網燈源布局的空間範圍不大，並且藍牙通訊的距離可以達10-30米，則網關(Gateway)內建BT4.0+WIFI組合晶片，就可直接通過其藍牙4.0界面，對具有藍牙節點的LED燈源或電器用品或傳感器或機器人進行監控與調控。
[0120]此外，利用LED燈源的網際網路接口，帶著腕帶移動通訊裝置或是手機的人員，可以被三角定位，以決定該人員與在場適用(on-site applied)的電器用品(從節點)之間的距離，而由網關(gateway)根據上述距離與上述電器用品的種類決定該電器用品應該處於關閉、暖啟動(warm booted)、或是使用的狀態。或者，用戶攜帶的移動通訊裝置可通過掃描得知附近的在場適用電器用品(從節點)的無線通訊識別碼以及其RSSI值，網關可根據上述RSSI值的大小以及該在場適用電器用品的種類決定該在場適用電器用品應該處於關閉、暖啟動、或是使用的狀態。
[0121]在場適用的電器用品可以是空調系統例如電風扇、電暖扇、冷暖氣、電燈或照明裝置、計算機或電視等。以LED燈為例，網關可根據上述距離、LED燈所在地的日出時間與日落時間其中至少一者，決定該LED燈應該處於關閉、調亮、或是調色的狀態。或者，網關可根據上述RSSI值、LED燈所在地的日出時間與日落時間其中至少一者，決定該LED燈應該處於關閉、調亮、或是調色的狀態。在場適用的電器用品可以是戶外的草地灑水器，當有移動通訊裝置靠近其灑水的範圍，就能自動暫停灑水或是縮小灑水範圍直到狀況排除。
[0122]舉例而言，圖9是根據本發明一實施例的用戶920與在場適用電器用品910的示意圖。在場適用電器用品應該處於關閉、暖啟動、或是使用的狀態的決定是基於用戶920的位置，特別是用戶920與在場適用電器用品910之間的距離。如圖9所示，是否開啟或關閉電器用品910可依據用戶920與在場適用電器用品910之間的估測距離或RSSI值來決定。依照電器用品910的冷啟動或暖啟動所需的時間，以及用戶920走路的速度，可以推算上述距離，或是直接由RSSI值的大小決定是否將電器用品910關閉或啟動。用戶920與電器用品910的距離可分成五個區域903?907。電器用品如電視或計算機或空調通常因為開機時間長，有冷啟動或暖啟動之分。
[0123]當用戶920的位置在區域903，則電器用品910處於使用狀態。
[0124]當用戶920的位置在區域905，則電器用品910處於暖啟動待機狀態。
[0125]當用戶920的位置在區域907，則電器用品910處於關機狀態。
[0126]當用戶920正從區域906移動至區域905時，則令電器用品910切換至暖啟動狀態。當用戶920正從區域906移動至區域907時，則令電器用品910切換至關閉狀態。若是用戶920停留在區域906，則電器用品910的狀態維持不變。
[0127]當用戶920正從區域904移動至區域903時，則令電器用品910切換至使用狀態。當用戶920正從區域904移動至區域905時，則令電器用品910切換至暖啟動狀態。若是用戶停留在區域904，則電器用品910的狀態維持不變。
[0128]例如，若電器用品910是LED電燈，則不需要有暖啟動這個狀態。當用戶920離開最近的區域903而且移動方向是遠離LED燈910，則將LED電燈910關閉。反之，如果用戶920接近區域903而且移動方向是趨近LED燈910，則將LED電燈910點亮。例如，區域903的長度可以是三公尺。
[0129]雖然上述的說明主要是以人員做為用戶，但是事實上，用戶可以泛指寵物、動物、植物、機器人、重要的設備、固定或移動的儀器或器具、移動載具等，只要該用戶配戴本發明的移動通訊裝置即可。
[0130]定位功能:案例(一)，參考圖8
[0131]圖8繪示多個藍牙從節點，例如藍牙從節點I?9。圖8也繪示多個包括環境傳感器的藍牙從節點，例如藍牙從節點11?19。圖8也繪示移動通訊裝置10、21?24、網關25和27、以及雲端或網際網路26與28。
[0132]1.移動通訊裝置21掃瞄附近的LED燈源的藍牙從節點坐標與RSSI，例如4、7、5、8 ;或是移動通訊裝置22掃瞄附近的LED燈源的藍牙從節點坐標與RSSI，例如3、6、11、14。
[0133]2.移動通訊裝置21將這四個藍牙從節點坐標與RSSI數據直接利用三角定位技術加以運算，求出移動通訊裝置21的位置。同理，也可計算出移動通訊裝置22的所在位置的
三維坐標。
[0134]3.移動通訊裝置21將其所在位置三維坐標通過WIFI傳送至WIFI存取點(accesspoint, AP)或是網關25後，再傳送到網際網路或雲端26。移動通訊裝置22將其位置三維坐標通過WIFI送至WIFI存取點或是網關27後，再傳送到網際網路或雲端28，並對照三維空間地圖，判斷移動通訊裝置21或22是否位於特殊屬性的房間，例如浴室或廚房。或是機密的房間或是受到管制的房間等。或是有相關的地理位置服務(location-based service, LBS)。[0135]4.網關25/雲端26和網關27/雲端28分別回傳該位置的屬性或相關的地理位置服務至移動通訊裝置21與移動通訊裝置22。或是進一步給照護人然或管控人員參考，甚至可以再次要求移動通訊裝置21或移動通訊裝置22，提供其用戶身上的穿戴式傳感器的感測值或是其附近LED燈源上的環境傳感器感測值。
[0136]定位功能:案例(二)，參考圖8
[0137]1.移動通訊裝置23掃瞄附近的LED燈源的藍牙從節點坐標與RSSI，例如6、9、14、17。
[0138]2.移動通訊裝置23將這四個藍牙從節點的坐標與RSSI數據，利用三角定位技術加以運算，分別求出移動通訊裝置23的所在位置的三維坐標，之後將該坐標以及LED燈源14、17的環境傳感器感測值，通過WIFI送至WIFI存取點或是網關27後，再傳送到網際網路或雲端28。
[0139]3.在雲端對照預設的三維空間地圖，判斷移動通訊裝置23是否位於特殊屬性的房間，例如浴室或廚房。或是機密的房間或是受到管制的房間等，並且雲端可根據LED燈源
14、17的環境傳感器感測值判斷是否環境有危險狀況，例如當空氣中含有過多的二氧化碳，移動通訊裝置23可顯示通風不良；或是當有過多的一氧化碳，移動通訊裝置23可顯示通風不良並且有危險要儘速處理。
[0140]4.回傳該位置相關的危險訊息至移動通訊裝置23，進一步給照護人然或管控人員參考，要求移動通訊裝置23的佩戴用戶儘速處理，並且上述步驟持續進行追蹤，直到危機解除。
[0141]上述所稱的環境傳感器進一步可選自氣體傳感器，空氣傳染的病原體傳感器、溫度計、溼度計、壓力計、照度計、流量計、流速計等。
[0142]此外，在上述案例(二)中，當然移動通訊裝置23的佩戴在用戶身上的穿戴式傳感器的感測值也可一併傳送至雲端接受監控與管理，並且實時提供用戶各種合宜的處置。上述穿戴式傳感器可以是足底壓力傳感器、三軸加速度計、陀螺儀、數位羅盤、腦波傳感器、心電圖、經皮傳感器、植入式傳感器、血氧計、血糖計、肌電圖(EMG)或血壓計。
[0143]此實施例進一步延伸可用於城市管理，例如利用市民攜帶大量移動的移動通訊裝置協助將城市中的狀況提供給市府單位、公共單位。當然也可以要求警察等公務員於例行巡邏攜帶移動通訊裝置來提供，只要於LED燈源上加裝相關傳感器，即可獲得更多當地的狀況，例如空氣品質。這些狀況可以實時顯示於GOOGLE MAP，各地政府可以利用這些信息來協助進行城市管理與建設。
[0144]實施例二
[0145]在沒有地圖信息，沒有正確可走的路或最佳路線的情況下，沒有配備雲端或網絡的EPS下，對於攜帶移動通訊裝置的用戶80而言，他只能認經緯度與高度坐標，並朝目標前進，如圖10所示，周圍原本就布置了許多藍牙LED燈，例如藍牙LED燈85。如果其要抵達的目標位置83在室內，而其起始的地點81在室外，攜帶移動通訊裝置的用戶80憑著導引方向或兩點81和83之間最短距離86的指示前進，路程中，會遇到障礙，會到樓梯，會遇到死路，攜帶移動通訊裝置的用戶80可以繞路閃開，但是不論用戶如何走，始終都會通過接收周圍的藍牙LED燈的經緯度與高度坐標而獲得其本身的經緯度與高度坐標，因此不會迷路，可以以正確方向朝目標位置83如進，其最後抵達目標的路線如一連串箭頭84所不。另一攜帶移動通訊裝置的用戶88的起始位置82，同理也可順利抵達目標位置83。
[0146]在有地圖信息，有配備雲端或網絡的EPS下的導航，參考圖8，可以如下實施，
[0147]移動通訊裝置24的佩戴用戶，由他的移動通訊裝置24設定要抵達LED燈7的位置，雲端立刻從他的定位數據得知其位於LED燈16與19之間，提供其最佳路徑就是往北走，並且在前往的過程，不斷進行定位追蹤，提供指示給用戶，以確保移動通訊裝置24的佩戴用戶能順利抵達LED燈7的位置。
[0148]上述地表定位系統EPS的導航功能，可以用於更多的地理位置服務(LBS)例如多人之間約定地點會面，只要將會面地點傳給所有要會面的人的手機並加以記錄，之後每個要會面的人，在約定時間前打開該APP即可將大家的實時位置顯示於每個要會面的人的手機地圖(例如GOOGLE MAP)中，每個人按照地圖上的導引，最後每個人的實時位置與原約定地點重合，所有人都會無誤的會合。
[0149]這個地理位置服務可以在啟動APP後，為您控制時間，預估時間，避免您遲到，同時也可避免他人遲到。另外對於不認識朋友約定地點碰面，或是一群人各自分散活動後，重新會合，不會造成無謂的等待與焦急，
[0150]這個地理位置服務也可連結停車系統APP，為用戶事先預約停車位，使得用戶可預估停車所需要的時間，利用約定地點會面的技術，需要停車的車子可以釋出需要停車位的請求，雲端根據停車場釋放的位置，進行媒合，並引導該車子抵達預約的停車位。其媒合的要件為先行決定車子與最靠近的已釋放停車位的距離。原則上，停車系統APP可以事先預約停車位，但媒合系統必須於該車子在路上時，並距離該停車位在設定時間內可抵達，例如5分鐘內，才開始進行導引。
[0151]實施例三地理位置服務
[0152]防止被偷竊的設計，可以使車主願意使用比e-tag更強大的無線通訊辨識碼來達成防竊的功效。當車子被駛離原停車位置，可以通過LED街燈的讀取，該slave同時有加速計的信號，可以被讀取，立即送到手機要求確認，如果手機給予確認，則雲端不再追蹤，如果手機沒有確認，則雲端視同可能被偷竊，必須進行追蹤，以確保車子的位置。
[0153]在大型十字路口，可設有攝影機與無線通訊模塊同時加以確認，只要攝影機辨認出有車輛經過，但是卻沒有讀到無線通訊辨識碼，則可以懷疑該輛車可能關閉或破壞了無線通訊辨識碼。如果隨意更換無線通訊辨識碼，可以由攝影機判斷該無線通訊辨識碼對應的車輛其顏色或車型是否有異，凡是有問題者，立刻由雲端人員人工判斷，如此一來，車輛偷竊將不易發生。
[0154]實施例四名勝古蹟、博物館、展場、城市導覽
[0155]提供手機自助旅行導覽APP，有各種語言接口，通過WIFI/雲端傳送，對用戶進行隨機導覽，無所不在的導覽。
[0156]以LED燈位置作為雲端導覽的觸發點，由於戶外的名勝古蹟或城市景點例如101大樓、大峽谷、巴黎鐵塔等，其景點的所在附近一定有LED街燈或地燈，因此旅客啟動APP，即可獲得正確的語音導覽，該APP具有1.可選擇不同的語言播放；2.可供定位的地圖(室內與室外)；3.可選擇不同深度的該景點的圖文並茂詳細說明；4.可選購的紀念品。
[0157]進入博物館、展場前，可以由先選擇多個必看展品或攤位，並給予該些展品或攤位對應的LED燈坐標，利用實施例二的[約定地點會合]技術，按順序或隨機抵達各個必看攤位，每完成一個會合，即消除該地圖上LED燈的坐標，直到所有必看攤位都看完。可紀錄參觀者觀看某展品時間的長短與頻率，得知該參觀者想要購買該真品或複製品的可能性。
[0158]實施例五圖資紀錄
[0159]無論用戶位於室內或室外，本發明的EPS的移動通訊裝置，可進一步利用其錄音、照相、錄像功能取得的錄音文件、照片、影片自動內嵌紀錄當下從LED燈掃描與三角定位運算所得的精準的經緯度高度坐標與時間於紀錄檔案中。進一步，移動通訊裝置還可同時在上述的錄音檔、照片、影片內嵌從LED燈掃描取得的環境感測數據，甚至移動通訊裝置用戶的穿戴式傳感器數據。
[0160]實施例六犯罪防止
[0161]犯罪活動會發生於室外也發生於室內，因此當使用手機報案時，同時提供室內或室外的經緯度是非常重要的，利用本發明的設計可使室內的LED燈具有經緯度與高度坐標，所以當使用移動通訊裝置撥打119或是110等緊急電話或使用手機APP按下求救SOS的鍵，移動通訊裝置就會連上警察保安網絡，同時移動通訊裝置可提供經緯度與高度坐標給該網絡的可視化地圖，因此警察就可以立即根據該經緯度高度坐標對應的位置進行救援，大幅縮短警力抵達時間，同時因為所有出勤的警察甚至包括便衣警察也會收到地理位置服務的訊息，立刻會就近提供服務，使得隨處都可達到高見警率，犯罪率即可大幅降低。
[0162]整合GIS數據與自動車輛定位(Automatic Vehicle Location,簡稱AVL)和本發明地表定位系統(EPS)用於警察的業務。警察部門所使用的地理信息系統(geographicinformation system,簡稱GIS)將犯罪事件的位置和地址存儲在一個集中的資料庫,使其在數位地圖上可視化，並可模型化犯罪模式以預測犯罪活動。地理編碼警方的數據可納入AVL系統的移動地圖，讓警察可以不斷獲得需要注意的事件或人員(性罪犯，假釋，團夥成員等)有關他們的當前位置信息。實時信息可視化可有效提高服務的質量，監控假釋犯，或辨識犯罪模式。
[0163]另外，本發明也可建立市民檢舉專線網站，市民只要對不法或違規情事通過移動通訊裝置進行拍照，即可將相片或錄像連同時間與精準地點一起傳送該檢舉網站，即可達到隨時隨地檢舉，以及協助政府與警察部門管理城市，大幅提高見警率。
[0164]綜上所述，本發明提出地表定位系統EPS，乃一種可於室內與室外精準定位的智能聯網系統，系由至少一個內含藍牙4.0以上通訊功能LED電燈網絡，一個移動通訊裝置也具有藍牙4.0以上通訊功能、WIF1、與雲端所構成。EPS勝過GPS的優點如下，
[0165]GPS經常受到烏雲遮住或高樓的遮擋影響，下雨等也會影響，導致手機無法取得GPS的位置。利用EPS則不會受到氣候以及烏雲或高樓的遮擋影響，只要有LED燈就可以定位手機。
[0166]EPS在室內各個角落，無論幾樓甚至地下室，只要有LED燈，就可以定位手機。GPS不能。
[0167]EPS的手機自動掃描周遭的LED燈坐標，不需要手機連上網絡，就可直接讀取LED燈藍牙的信號，取得定位坐標，避免網絡死角的影響。手機可以直接對LED燈源調光調色。GPS不能。
[0168]EPS通過其移動通訊裝置連結穿戴式傳感器，其LED電燈結合環境傳感器，可以建構室內外精準定位的智能感測聯網系統。GPS不能。[0169] 最後應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。
【權利要求】
1.一種地表定位系統，其特徵在於，包含: 多個具有無線通訊功能的固定式定位地標，每一上述定位地標可無線傳送出該定位地標所在的經緯度與高度坐標，其中每一上述定位地標是戶外燈、室內燈、或固定家用電器；一移動通訊裝置，可接收至少一個上述定位地標的經緯度與高度坐標，以及接收信號強度指針值或信道響應； 其中該多個定位地標可布置於室內或室外，當移動通訊裝置隨其用戶移動時，該移動通訊裝置通過隨時掃描取得周圍的上述定位地標的經緯度與高度坐標以及接收信號強度指針值或信道響應，直接於該移動通訊裝置內運算該移動通訊裝置的經緯度與高度坐標。
2.根據權利要求1所述的地表定位系統，其特徵在於，每一上述定位地標是發光二極體燈且包括: 一基板； 至少一發光二極體晶粒固定於該基板上； 一控制單元，固定於該基板上，與該發光二極體晶粒電性連接，該控制單元儲存有定位地標所在的經緯度與高度坐標； 一無線通訊模塊，固定於該基板上，與控制單元電性連接，可無線傳送出該定位地標所在的經緯度與高度坐標； 一電源，固定於該基板上，供應發光二極體晶粒、控制單元、無線通訊模塊所需； 一外殼。
3.根據權利要求1所述的地表定位系統，其特徵在於，還包括: 雲端計算器，該移動通訊裝置將所在的經緯度與高度坐標傳送至該雲端計算器，該移動通訊裝置的上述坐標納入雲端計算器的地圖數據，上述坐標與地圖數據提供與雲端計算器連接的裝置瀏覽與運用。
4.一種地表定位系統,其特徵在於,包括: 多個具有無線通訊功能的固定式定位地標，每一上述定位地標可無線傳送出該定位地標的唯一辨識碼，其中每一上述定位地標是戶外燈、室內燈、或固定家用電器； 移動通訊裝置，接收至少一上述定位地標的唯一辨識碼； 雲端計算器，儲存至少一張標出上述定位地標的經緯度與高度坐標的地圖； 其中該多個定位地標可布置於室內或室外，當移動通訊裝置隨其載體移動時，該移動通訊裝置隨時掃描取得周圍的定位地標的無線通訊模塊的唯一辨識碼以及接收信號強度指針值或信道響應，該移動通訊裝置將上述唯一辨識碼以及接收信號強度指針值或信道響應無線上傳至該雲端計算器，該雲端計算器根據上述唯一辨識碼以及接收信號強度指針值或信道響應計算出該移動通訊裝置的經緯度與高度坐標，並提供該移動通訊裝置的經緯度與高度坐標供該雲端計算器連接的裝置瀏覽與運用。
5.根據權利要求4所述的地表定位系統，其特徵在於，每一上述定位地標是發光二極體燈且包括: 基板； 至少一發光二極體晶粒固定於該基板上； 控制單元，固定於該基板上，與該發光二極體晶粒電性連接，控制單元，儲存該定位地標的上述唯一辨識碼；無線通訊模塊，固定於該基板上，與控制單元電性連接，可無線傳送出該無線通訊模塊的唯一辨識碼； 電源，固定於該基板上，供應該發光二極體晶粒、該控制單元與該無線通訊模塊所需的電源； 外殼。
6.根據權利要求2或5所述的地表定位系統，其特徵在於，該無線通訊模塊至少包括藍牙模塊、藍牙低功耗模塊、WIFI模塊、ANT模塊、ANT+模塊、以及Zigbee模塊其中之一。
7.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置配戴於用戶身上，且該移動通訊裝置的通訊功能至少包括藍牙、藍牙低功耗、ANT、ANT+、Zigbee、以及WIFI其中之一。
8.根據權利要求7所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置是手機、平板計算機、筆記型計算機、手腕式移動通訊裝置、或穿戴式移動通訊裝置。
9.根據權利要求7所述的地表定位系統，其特徵在於，該用戶是人、動物、植物、固定的器具、移動的器具或機器人。
10.根據權利要求7所述的地表定位系統，其特徵在於，該用戶配帶的該移動通訊裝置被三角定位以得知該用戶與附近的從節點電器用品之間的距離，並且網關根據該距離以及該電器用品的種類決定該電器用品處於關閉、暖啟動、或是使用的狀態。
11.根據權利要求7所述的地表定位系統，其特徵在於，該用戶配帶的該移動通訊裝置通過掃描得知附近的從節點電器用品的無線通訊識別碼以及接收信號強度指針值或信道響應，並且網關根據該接收信號強度指針值或該通道響應以及該電器用品的種類，而決定該電器用品處於關閉、暖啟·動、或是使用的狀態。
12.根據權利要求7所述的地表定位系統，其特徵在於，該用戶配帶的該移動通訊裝置被三角定位以得知該用戶與附近的定位地標之間的距離，並且網關至少根據該距離與該定位地標所在地的日出日落時間其中之一決定該定位地標關閉、調亮、或是調色的狀態。
13.根據權利要求7所述的地表定位系統，其特徵在於，該用戶配帶的該移動通訊裝置通過掃描得知附近的定位地標的無線通訊識別碼以及接收信號強度指針值或信道響應，並且網關至少根據該接收信號強度指針值或該通道響應以及該定位地標所在地的日出日落時間其中之一決定該定位地標的關閉、調売、或是調色的狀態。
14.根據權利要求314所述的地表定位系統，其特徵在於，該雲端計算器將上述坐標與地圖送回該用戶，做為導航用，或將上述坐標與地圖送出給相關照護人員或監控人員，做為遠程照護或監控用。
15.根據權利要求H4所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置通過無線通訊讀取收集該用戶身上配戴的傳感器數據，配合上述坐標與地圖，構成無線傳感器網絡系統；該用戶身上配戴的傳感器內含藍牙4.0以上或WIFI通訊功能。
16.根據權利要求15所述的地表定位系統，其特徵在於，該穿戴式傳感器至少包括足底壓力傳感器、三軸加速度計、陀螺儀、數位羅盤、腦波傳感器、心電圖、經皮傳感器、植入式傳感器、血氧計、血糖計、肌電圖、以及血壓計其中之一。
17.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其中該移動通訊裝置通過無線通訊讀取收集該用戶附近的上述定位地標上加裝的環境傳感器數據，配合上述坐標，構成無線傳感器網絡系統。
18.根據權利要求17所述的地表定位系統，其特徵在於，該環境傳感器至少包括氣體傳感器，空氣傳染的病原體傳感器、溫度計、溼度計、壓力計、照度計、流量計、以及流速計其中之一。
19.根據權利要求3或4所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置還包括: 麥克風，提供語音辨識的輸入接口與輸出接口，其中該雲端計算器根據該語音辨識進行雲端語音辨識運算，其中該移動通訊裝置用於通過語音求救或具有錄音功能。
20.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置還包括: 揚聲器，提供人聲傳遞的接口以傳遞接收自雲端與無線網絡的人聲，其中該揚聲器通過無線耳機傳送該人聲。
21.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其特徵在於，每一上述定位地標是地燈、太陽能地燈、路燈、太陽能路燈、或固定在房屋中的家用電器，該家用電器是冰箱、電視、洗衣機、洗碗機、印表機、微波爐、烤箱、或包括內建無線通訊模塊的電子裝置。
22.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其特徵在於，其中該移動通訊裝置固定於室內或室外的不妨礙人或物移動的位置，成為固定式移動通訊裝置；網關的WIFI模塊與該固定式移動通訊裝置的WIFI模塊在遠程通過網際網路與雲端溝通聯結，該固定式移動通訊裝置的無線雙模節點對所有具有藍牙節點的裝置進行監控與調控。
23.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置在利用錄音、照相、錄像功能取得的錄音文件、照片、影片中紀錄目前時間與內嵌數據，該內嵌數據至少包括從上述定位地標掃描運算出的經緯`度與高度坐標、從上述定位地標掃描取得的環境感測數據、以及從該移動通訊裝置的用戶穿戴的傳感器取得的數據其中之一。
24.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置包括的低功耗通訊模塊的通訊功能至少包括藍牙4.0、WIF1、ANT、ANT+與Zigbee其中之一，該低功耗通訊模塊的角色在主節點與從節點之間交替變換；該主節點計算出該移動通訊裝置的經緯度與高度坐標後，變換成該從節點對外廣播該移動通訊裝置的經緯度與高度坐標；該低功耗通訊模塊或WIFI COMBO模塊掃描該從節點以取得該移動通訊裝置的經緯度與高度坐標，並通過WIFI傳送上述坐標至雲端。
25.根據權利要求1或4所述的地表定位系統，其特徵在於，該移動通訊裝置包括的低功耗通訊模塊的通訊功能至少包括藍牙4.0、WIF1、ANT、ANT+與Zigbee其中之一，該低功耗通訊模塊的角色在主節點與從節點之間交替變換；該主節點計算出移動通訊裝置的經緯度與高度坐標後，變換成該從節點對外廣播移動通訊裝置的經緯度與高度坐標；該低功耗通訊模塊或網關掃描該從節點以取得該移動通訊裝置的經緯度與高度坐標，並直接傳送上述坐標至雲端。
26.—種地表定位系統,其特徵在於,包含: 多個具有無線通訊功能的固定式定位地標，每一上述定位地標無線傳送出該定位地標所在的經緯度與高度坐標，其中每一上述定位地標是戶外燈、室內燈、或固定家用電器； 移動從節點，用以廣播數據，該數據包括無線通訊模塊辨識碼與傳感器量測值； 其中該多個定位地標布置於室內或室外，掃描經過附近的該移動從節點，以取得該移動從節點的無線通訊模塊辨識碼、傳感器量測值、以及接收信號強度指針值或信道響應，以及上述定位地標所在地的經緯度與高度坐標，並通過WIFI將上述無線通訊模塊辨識碼、傳感器量測值、接收信號強度指針值或信道響應、以及上述坐標傳送至網關與雲端；其中雲端整合同時掃描到該從節點的定位地標傳送來的數據，進行三角定位運算出該從節點的精準經緯度與高度坐標，達成定位與追蹤的功能。
27.—種地表定位系統,其特徵在於,包含: 多個具有無線通訊功能的固定式定位地標，每一上述定位地標的角色可在主節點與從節點之間交替變換，每一上述定位地標無線傳送出該定位地標所在的經緯度與高度坐標，其中每一上述定位地標是戶外燈、室內燈、或固定家用電器； 移動從節點，用以廣播數據，該數據包括無線通訊模塊辨識碼與傳感器量測值； 其中該多個定位地標布置於室內或室外，掃描經過周圍的該移動從節點，以自該移動從節點取得封包，該封包由該從節點的無線通訊模塊辨識碼、傳感器量測值、接收信號強度指針值或信道響應、以及上述定位地標所在地的經緯度與高度坐標組成；該多個定位地標通過角色在主節點與 從節點之間交替變換並利用多重跳躍傳送機制傳送該封包至網關再至雲端或經由該網關自該雲端接收該封包；該雲端整合同時掃描到該從節點的定位地標傳送來的數據，進行三角定位運算出該移動從節點的精準經緯度與高度坐標，達成定位與追蹤的功能。
【文檔編號】H05B37/02GK103716877SQ201310450286
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2012年10月1日
【發明者】黃榮堂 申請人:動聯國際股份有限公司