[发明专利]分层定位系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位系统及方法，更具体地说，涉及一种分层定位系统和方 法。

背景技术

现在，需要确定那些被许多金属物体(如集装箱、仓库、厂房等)所围 绕的环境中的各种物体的位置。此外，一些物资、设备、货物需要被监视。 实时的定位和其状态的确定可以支持操作中的决策。

现有技术中的GPS和基于RFID(Radio Frequency Identification，射频识 别)的RTLS(Real-Time Location System，实时定位系统)不能很好地满足 上述需求，因为这两种技术都很容易被金属环绕的环境所屏蔽、干扰，导致 不可靠的结果。而且这两种技术的成本都较高，使用规模不适宜调整。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一在于，针对现有技术的上述可靠性低，成 本较高、规模不适宜调整的缺陷，提供一种可靠性好、成本低、规模易调整 的分层定位系统。

本发明要解决的技术问题之二在于，针对现有技术的上述可靠性低，成 本较高、规模不适宜调整的缺陷，提供一种可靠性好、成本低、规模易调整 的分层定位方法。

本发明解决其技术问题之一所采用的技术方案是：根据本发明的一方 面，构造一种分层定位系统，包括：

设置在主要物体上的主设备，所述主要物体在无线局域网络所覆盖的区 域内移动；

设置在次要物体上的从设备，所述次要物体围绕不同的主要物体移动；

通过无线局域网络连接到多个主设备上的信息服务器。

在本发明所述分层定位系统中，所述主设备包括数据处理单元、定位模 块和具有ID号码的主ZigBee模块；所述从设备包括传感器模块和具有ID 号码的从ZigBee模块；所述信息服务器包括位置信息数据库、追踪模块和报 警模块。

在本发明所述分层定位系统中，所述主ZigBee模块启动无线传感器网络 并连接到周围的从设备的从ZigBee模块；所述无线传感器网络可使部分从 ZigBee模块直接连接到主ZigBee模块，部分从ZigBee模块通过连接到在同 一个网络中的另外的从ZigBee模块而间接连接到主ZigBee模块。

在本发明所述分层定位系统中，所述无线传感器网络将任何在同一个网 络中的主ZigBee模块和从ZigBee模块视为节点；所述节点周期性地广播到 与其相连接的每个节点；所述节点发送响应信息到启动所述网络的主ZigBee 模块，以响应与其直接相连接的节点发来的请求信息。

在本发明所述分层定位系统中，所述响应信息包括请求发送者ID号码、 响应信息发送者ID号码、与请求信息发送者和响应信息发送者之间的信号 强度相关的数据、信道质量值和传感器数据；所述传感器数据是通过从设备 的传感器模块捕获到的数据。

在本发明所述分层定位系统中，所述传感器模块连接到不同的传感器来 捕获连接到与次要物体上设置的从设备的相关的传感器数据；所述传感器包 括IR传感器、超声传感器、热传感器。

在本发明所述分层定位系统中，所述定位模块用GPS或DGPS技术测量 主设备的位置；所述数据处理单元从定位模块和ZigBee模块得到数据，并通 过无线局域网络将数据发送到信息服务器中。

在本发明所述分层定位系统中，所述位置信息数据库存储来自主设备的 数据；所述追踪模块计算主设备的位置和状态；报警模块发出报警信息，如 果主要物体或次要物体的位置和状态发生异常，包括：过多的次要物体在主 设备周围移动、某个次要物体超过预定的时间内没有移动。

本发明要解决的技术问题之二所采用的技术手段是，根据本发明的另一 方面，提供一种分层定位方法，包括：

a.通过定位模块测量到的定位数据识别出主设备的位置；

b.在每个特定的时隙确定主设备启动的无线传感器网络中的节点的ID 号码；

c.计算与相对于主设备的最近的从设备的位置；并且将此位置与前一个 或前多个时隙的数据作比较，然后通过确定无线传感器网络中从设备的位置 的变化来计算次要物体的移动信息；

d.根据传感器模块收集到的传感器数据和运动信息确定次要物体的状 态。