[发明专利]基于TOA测距的人员精确定位系统及其定位方法

权利要求书

1. 基于TOA测距的人员精确定位系统，它包括有读卡器和标识卡，其特征在于：所述读卡器包括有读卡器电源模块、读卡器级联模块、读卡器处理器、读卡器定位模块和读卡器通信协议模块，

读卡器电源模块，用于为读卡器提供电源；

读卡器级联模块，实现多个读卡器基于CAN通信协议的级联工作；

读卡器定位模块，发送、接收定位数据包，计算发送、接收数据包之间的时间延迟，并将时间延迟发往标识卡，计算标识卡位置信息； 

读卡器通信协议模块，用于读卡器与上位机的数据传输；

读卡器处理器，用于读卡器数据信息汇总，标识卡的多卡ID识别，读卡器之间的通信，控制读卡器的其他模块工作，实现读卡器休眠模式与正常模式之间的切换；

所述标识卡包括有标识卡处理器、标识卡电源模块和标识卡定位模块，

标识卡电源模块，为标识卡提供电源；

标识卡处理器，用于标识卡数据信息汇总，控制标识卡其他模块工作，实现标识卡休眠模式与正常模式之间的切换；

标识卡定位模块，发送、接收定位数据包，计算发送、接收数据包之间的时间延迟，并通过读卡器定位模块的时间延迟数据计算标识卡与读卡器之间的精确距离。

2. 如权利要求1所述的基于TOA测距的人员精确定位系统，其特征在于：所述读卡器还包括有读卡器显示模块和读卡器存储模块，

读卡器显示模块，用于显示读卡器数据信息；

读卡器存储模块，用于存储标识卡的卡号、距离等信息。

3. 如权利要求1所述的基于TOA测距的人员精确定位系统，其特征在于：所述标识卡还包括有标识卡显示模块、标识卡蜂鸣器和标识卡指示灯，

标识卡显示模块，用于显示标识卡定位信息；

标识卡蜂鸣器，在标识卡收到撤离命令时进行鸣叫；

标识卡指示灯，用于显示标识卡的工作状态。

4. 如权利要求1、2或3所述基于TOA测距的人员精确定位系统，其特征在于：所述读卡器包括有一个主读卡器和多个辅读卡器，主读卡器计算标识卡方位。

5.使用要求1-4任意一项所系统进行人员精确定位的方法，其特征在于，读卡器包括有TOA精确定位读卡器和RFID读卡器，标识卡包括有TOA精确定位标识卡和RFID标识卡，具体步骤如下：

1）标识卡向读卡器发送握手信息，读卡器判断基于TOA精确定位方式或基于RFID定位方式，若为RFID定位则转入步骤2），若为精确定位则转入步骤3）；

2）读卡器发送RFID定位模式确认信息至标识卡，标识卡收到确认信息后向读卡器发送定位信息，若读卡器收到定位信息，则表示该标识卡在读卡器测量区间内，若读卡器未收到定位信息，则表示该标识卡不在读卡器测量区间内，完成RFID定位；

3）读卡器发送精确定位模式确认信息至标识卡；

4）标识卡收到读卡器精确定位模式确认信息，向读卡器发送第一次定位数据包，读卡器收到第一次定位数据包后，立即发出第一次应答消息，并且读卡器记录下收到第一次定位数据包到发出第一次应答消息的时间段，记为T₂，标识卡收到读卡器发出的第一次应答消息，记录下标识卡从发送第一次定位数据包到接收到第一次应答消息的时间段，记为T₁；

5）读卡器向标识卡发出第二次定位数据包，第二次定位数据包包含了T₂时间信息，并接收标识卡发回的应答消息，记录读卡器从发出第二次定位数据包到接收应答消息的时间段记为T₃，标识卡收到第二次定位数据包后向读卡器发出应答消息，标识卡记录从接收到发送的时间段记为T₄，读卡器收到标识卡的应答消息后将记录有T₃信息的数据包发送给标识卡；

6）标识卡根据T₁、T₂、T₃和T₄时间信息，代入公式计算读卡器与标识卡之间的距离d：

   

其中C为光速；

7）根据多台读卡器测算同一标识卡的距离信息，主读卡器测算出标识卡的方位信息。