[发明专利]定位数据采集方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种定位数据采集方法、装置和系统。

背景技术

随着微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。

无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开、抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。

实现通过无线传感器网络进行实时监测及信息采集时，首先需要确定无线网络中各节点的精确位置信息，且无线传感器网络中一般节点众多，节点分布范围广泛，室内外信道环境复杂，节点具有移动性，因此大量目标导致的干扰和冲突很容易发生。使用传统的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)可以获取精确的节点位置信息，但需要在节点上添加GPS模块，成本较高。

发明内容

本发明提供了一种定位数据采集方法、装置和系统，解决了通过GPS采集节点位置信息数据成本高昂的问题。

一种定位数据采集方法，包括：

标签节点根据预置的节点号及时隙时间间隔，确定本标签节点使用的定位时隙；

所述标签节点在所述定位时隙，对信标节点进行测距，获取测距数据；

所述标签节点将所述测距数据上传至信息汇聚节点。

进一步的，所述标签节点根据预置的节点号及时隙时间间隔，确定本标签节点使用的定位时隙的步骤之前，还包括：

信息汇聚节点在同步时隙，向其下的信标节点发送时钟同步帧；

信标节点向其下的标签节点转发所述时钟同步帧，指示标签节点进行测距。

进一步的，所述信息汇聚节点在同步时隙，向其下的信标节点发送时钟同步帧的步骤之前，还包括：

为各个标签节点分配节点号及时隙时间间隔，各个标签节点的时隙时间间隔相同；

根据标签节点的数量和所述时隙时间间隔，确定数据采集周期，所述数据采集周期的第一个时隙为同步时隙。

进一步的，所述定位时隙包括搜索时隙、测距时隙和上传时隙，所述标签节点在所述定位时隙，对信标节点进行测距，获取测距数据包括：

所述标签节点在所述搜索时隙发起定位节点查询广播；

在所述标签节点信号范围内的信标节点接收所述定位节点查询广播，并向该标签节点发送确认消息；

所述标签节点接收各个信标节点发送的确认消息，筛选至少一个信标节点；

所述标签节点在测距时隙对所述至少一个信标节点进行测距，获取测距数据。

进一步的，所述定位时隙包括搜索时隙、测距时隙和上传时隙，所述标签节点将所述测距数据上传至信息汇聚节点包括：

所述标签节点在上传时隙，向归属的信标节点发送所述测距数据；

所述信标节点向所述信息汇聚节点上传所述测距数据。

进一步的，所述信标节点向所述信息汇聚节点上传所述测距数据具体为：

所述信标节点经过至少一次路由，将所述测距数据上传到所述信息汇聚节点，且在每次路由时具有至少一次重发机会。

本发明的实施例还提供了一种标签节点，包括：

时隙确定模块，用于根据预置的节点号及时隙时间间隔，确定本标签节点使用的定位时隙；

测距模块，用于在所述定位时隙，对信标节点进行测距，获取测距数据；

上传模块，用于将所述测距数据上传至信息汇聚节点。

进一步的，所述定位时隙包括搜索时隙、测距时隙和上传时隙，所述测距模块包括：

广播发起单元，用于在所述搜索时隙发起定位节点查询广播；

筛选单元，用于接收各个信标节点发送的确认消息，筛选至少一个信标节点；

测距单元，用于在测距时隙对所述至少一个信标节点进行测距，获取测距数据。

本发明的实施例还提供了一种定位数据采集系统，包括标签节点、信标节点和信息汇聚节点，所述信息汇聚节点下包含至少一个信标节点，每个信标节点下包含至少一个标签节点；

所述标签节点，用于根据预置的节点号及时隙时间间隔，确定本标签节点使用的定位时隙，在所述定位时隙，对信标节点进行测距，获取测距数据，并将所述测距数据经所述信标节点上传至信息汇聚节点；

所述信标节点，用于接收所述标签节点发送的定位节点查询广播，并向该标签节点发送确认消息，供所述标签节点筛选测距；